Vprašanja In Naloge Drev

dr. Darko Drev, univ. dipl. inž. kem. teh. Skaletova 14 A 3000 CELJE

IZPITNA VPRAŠANJA ZA PREDMET »VODOVOD« Temetski sklop: Pravne in druge zahteve po kvaliteti vode 1. Naštej glavne predpise, ki posredno ali neposredno obravnavajo problematiko pitne vode? 2. V katerem predpisu so točno definirani kriteriji za kakovost pitne vode? 3. Katere so glavne zahteve za kakovost pitne vode? 4. Kaj je HACCP in v kakšni obliki velja za vodooskrbne sisteme? 5. Kakšna razlika je med zakoni in podzakonskimi akti ter standardi in tehničnimi predpisi in kako se to odraža pri vodooskrbnih sistemih? 6. Kaj je javni vodovod? 7. Naštej katere institucije vršijo nadzor nad vodovodi ter njihove glavne pristojnosti! 8. Kaj so koncesije za izkoriščanje vodnih virov in kdo jih podeljuje? 9. Naštej najpomembnejše obveznosti upravljalca vodovoda glede zagotavljanja vode odjemalcem! 10. Kdo je lastnik vodnih virov in kako se to odraža na ravnanje z vodnimi viri? Tematski sklop: Tehnične značilnosti objektov in naprav na vodnih virih 1. Na kak način so lahko zaščiteni vodni viri s predpisi? 2. Naštej nakaj tehničnih rešitev za zaščito vodnih virov! 3. Naštej glavne zahteve 1. vodovarstvenega pasu 4. Naštej glavne zahteve 2. vodovarstvenega pasu 5. Naštej glavne tehnične značilnosti vodooskrbnih sistemov v občini v kateri živiš! 6. Kaj je državni monitoring voda in kdo ga izvaja! Tematski sklop: Postopki in tehnične karakteristike priprave in čiščenja pitne vode 1. Fizikalni postopki čiščenja pitne vode 2. Peščeni filtri in njihova uporaba za pripravo pitne vode 3. Sredstva za adsorpcijo nečistoč in njihova uporaba pri pripravi pitne vode 4. Kemijski postopki čiščenja pitne vode 5. Biološki postopki čiščenja pitne vode 6. Vrste filtraciji in razlike med njimi 7. Kemijsko – fizikalni postopki čiščenja pitne vode 8. Membranska filtracija in njena uporaba za pripravo pitne vode 9. Postopki sterilizacije pitne vode 10. UV – sterilizacija 11. Kemijski postopki sterilizacije pitne vode 12. Kloriranje pitne vode

13. Ozonizacija pitne vode 14. Uporaba koagulantov in flokulantov pri pripravi pitne vode 15. Demeniralizacija vode 16. Sedimantacija 17. Flotacija Tematski sklop: Preiskave pitne vode 1. Fizikalni parametri 2. Kemijski parametri 3. pH vrednost 4. Temperatura 5. Električna prevodnost 6. Kemijska potreba po kisiku (KPK) 7. Petdnevna biokemijska potreba po kisiku (BPK5) 8. Neraztopljene snovi (suspendirane snovi) 9. Vsebnost klora 10. Običajni kationi 11. Običajni anioni 12. Problematični organski parametri 13. Trdota voda 14. Nevtralizacija 15. Kdo lahko vrši preiskavo pitne vode?

PRIMERI IZPITNIH VPRAŠANJ 1. Katere so glavne zahteve za kakovost pitne vode? 2. Kaj je državni monitoring kakovosti voda v vodnih zajetjih in v vodovodnih sistemih ter kdo ga izvaja? 3. Na kratko opiši vsaj en postopek sterilizacije pitne vode in povej zakaj je sterilizacija potrebna! 4. Kaje je trdota vode in kako jo izražamo? 5. Kaj je nevtralizacija vode in kdaj je potrebna? 1. 2. 3. 4. 5.

Kaj je HACCP in kaj obsega za vodovode? Kaj so vodno-varstveni pasovi in katere poznaš? Opiši postopek koagulacije (flokulacije) vode in kdaj se uporablja! Kaj so kemijski postopki sterilizacije pitne vode in katere poznaš? Kakšna je zveza med pH vrednostjo in koncentracijo vodikovih ionov v vodi [H+]?.

VAJA 1: PROCENTNA IN MOLARNA RAZTOPINA Pri reakcijah je pomembno, da mešamo med seboj spojine, ki med seboj reagirajo v pravilnem razmerju. Zato pripravljamo raztopine določene koncentracije. Pod koncentracijo razumemo množino snovi, ki je raztopljena v utežni ali volumski enoti raztopine. Na primer 10% raztopina kuhinjske soli vsebuje v 100 g raztopine 10 g NaCl in 90 g H2O. Priprava takšne raztopine je enostavna. Zatehtamo 10 g NaCl in prilijemo 90 g H20. V tem primeru govorimo o utežnem %. Kadar pa lažje pripravljamo raztopino z mešanjem volumskih delov, pa raje govorimo o molarnih raztopinah. Na primer 1 molarna raztopina ( 1 m) ima raztopljen 1 gram mol neke snovi v litru raztopine. Ker volumen raztopine ni aditeiven (volumna raztopljenih snovi in topila se ne seštevata), v nasprotju s težo, moramo vedno poznati specifično težo raztopine, če hočemo preračunati koncentracijo raztopine z ene v drugo.  Množina R (v utežnih enotaH9 raztopine je sestavljena iz množine T topila in množine S topljenca (soli). Procent p raztopine je zato podan z naslednjo formulo: p=

S .100 R

 Množina S topljenca pa z naslednjo formulo: S=



R.p 100

Če zmešamo množini (R1 in R2) dveh raztopin, je končna množina R enaka:

R = R1 + R2

Množina S topljenca v končni raztopini bo prav tako enaka vsoti množin (S1 in S2) topljenca v dveh raztopinah: S = S1 + S2 ali R.p R 1 .p 1 R 2 .p 2 = + 100 100 100

pri tem je p1 > p > p2

Če upoštevamo navedene formule dobimo: R 1 = R.

p - p2 p1 - p2

R 2 = R.

p1 - p p1 - p2

Pri upoštevanju navedenih formul lahko ugotovimo, da so množine raztopin v naslednjem razmerju: R1 : R2 : R = (p – p2) : (p1 – p): (p1 – p2) To razmerje v praksi izračunamo v obliki križnega računa:

Primer: Pripraviti želimo 1 liter 1 m (molarne) raztopine NaCl. 

Zatehtamo: 23,0 + 35,5 = 58,5 g NaCl

 S pomočjo lijaka ga stresemo v merilno bučko, ki ima 1 l  Dodamo vode do 1 oznake za 1 l in premešamo, da se sol raztopi Zanima na koliko procentna je 1 m raztopina NaCl  Specifična teža 1,04 kg/l  Izračun: 58,5 g : 1040 g = x : 100

x = 5,6%

Primer: Imamo 96% žvepleno kislino in 20% žvepleno kislino, dobiti pa želimo 40% žvepleno kislino.

Zmešati torej moramo 20 utežnih delov 96% H2SO4 in 56 utežnih delov 20% H2SO4

VAJA 2: TOPNOST IN PREKRISTALIZACIJA V nekem topilu (na primer vodi) lahko topimo plinasto, tekočo ali trdno snov. Tako dobimo raztopino. Če nekemu topilu dodajamo po delih neko sol, se prvi delež popolnoma raztopi, ostanek pa se nabere na dnu posode kot neraztopljena sol. Raztopine, ki so v ravnotežju s prebitkom trdne soli pri danih pogojih (predvsem temperatura) se imenujejo nasičene raztopine. Ravnotežje je doseženo takrat, ko se toliko trdne snovi izloči iz raztopine kot se jo raztopi. V tem primeru se koncentracija raztopine soli ne spreminja. Topnost je koncentracija neraztopljene snovi.

nasičene

raztopine

v

prisotnosti

Topnost običajno izražamo v gramih snovi na 100 g topila. Pri snoveh, ki se izločajo v brezvodnem stanju, lahko dobimo množino izločene snovi iz razlike topnosti, preračunano na prvotno množino topnosti. Če pa snov kristalizira kot kristalohidrat, lahko preračunamo na topnost kristalohidrata, ali pa upoštevamo, da je delež snovi v kristalohidratu in preostali matični lužnici enak deležu v prvotni raztopini, kar lahko izrazimo z enačbo: R1p1 = (R – R1)p2 = Rp

R1 = množina kristalohidrata R = množina prvotne raztopine pri višji

temperaturi p1 =

Mbrezvodne snovi .100 Mkristalohi drata

p2 je enak procentu matične lužnice, ker je: p2 =

t2 .100 100 + t 2

če je t2 topnost pri nižji temperaturi p=

t1 .100 100 + t 1

če je t1 topnost pri višji temperaturi

Slika 1: Diagram topnosti za nekatere spojine

VAJA 3: KISLINE BAZE IN SOLI a)

BAZE

BaO + H2O = Ba(OH)2 CaO + H2O = Ca(OH)2 Močne baze: 100% disociirajo (KOH, NaOH, Ba(OH)2, itd.) Šibke baze: disociiraja le nekaj % (Ca(OH)2, NH4OH, itd.) b)

KISLINE

N2O5 + H2O = 2HNO3 SO3 + H2O = H2SO4 Močne kisline: 100% disociirajo (HF, HCl, H2SO4, HNO3, itd.) Šibke kisline: disociiraja le nekaj % (H2CO3,CH3COOH, itd.) c)

SOLI

Fe + S = FeS

(kovina z nekovino)

BaO + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2O

(bazo-tvorni oksid in kislina)

SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3 + H2O

(kislino-tvorni oksid in baza)

HCl + NaOH = NaCl + H2O SiO2 + Na2O = Na2SiO3 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

(kislina in baza) (kislino-tvorni in bazo-tvorni oksid) (kovina z raztopino soli druge kovine)

Al2O3 + 3 H2SO4 = 2Al2(SO4)3 + 3 H2O

(dvojna substitucija)

DISOCIACIJA Kisline baze in soli lahko popolno disociirajo ali pa le delno H2SO4 → 2H+ + SO42-

(polna disociacija)

H2CO3 ↔ 2H+ + CO32-

(delna disociacija)

α=

n n0

n = število disociiranih molekul n0 = število molekul pred disociacijo

CH3COOH ↔ H+ + CH3COO -

[H ].[CH COO ] = K +

−

3

[ CH3 COOH]

H2O ↔ H+ + OH -

[H ].[OH ] = K +

−

[H 2 O ]

vode

Naloga: Izračunaj pH vrednost 0,1 M raztopine ocetne kisline, ki ima Ka = 1,8.10-5

[H ] = +

[H ] = +

K aCa 1,8.10

-5

. 10 -1 =1,34.10

−3

pH = - log 1,34 . 10-3 = 3 – log 1,34 = 2,87

Naloga: Izračunaj pH vrednost v 0,02 M raztopini amoniaka, ki ima Kb = 1,8 . 10-5

[NH ].[OH ] = K +

−

4

[NH4 OH]

[H ] = +

10 −14 = K b .C b

b

10 −14 1,8.10

−5

.2.10

−2

= 1,7.10

−11

pH = - log 1,7 . 10-11 = 11 – log 1,7 = 10,8