1 Sistemele disperse sunt alcatuite din substante dispersate unele in altele. Functie de dimensiunea particulelor dispersate sistemele se clasifica in omogene si eterogene. Sistemele disperse omogene numite si solutii sunt amestecuri omogene la scara moleculara de doua sau mai multe substante. Sistemele disperse eterogene sunt omogene la o scara mult mai mare decat cea moleculara. 2 Solutiile sunt alcatuite dintr-o faza continua, majoritara solvent si una sau mai multe faze discontinue solut. Solutiile sepot obtine prin amestecare si dizolvare fizica sau chimica ca urmare a unei reactii chimice. Solutiile se clasifica dupa starea lor de agregare in solutii : - gazoase - lichide - solide. Solutiile gazoase sunt amestecuri de diferite gaze. Solutiile lichide pot fi gaze (aer dizolvat in apa), lichide (alcool in apa) sau solide (zahar in apa) dizolvate in lichid. Solutiile solide pot fi gaze (hidrogen dizolvat in platina), lichide sau solide (carbon dizolvat in fer) dizolvate in solid. 3 Caracterizarea solutiilor din punct de vedere compozitional se face prin concentratie. Concentratia reprezinta cantitatea de solut dintr-o anumita cantitate de solutie sau solvent: - concentratia procentuala: cantitatea de solut in 100 unitati masice de solutie; - concentratia molara: numarul de moli de solut dizolvati intr-un litru de solutie; - concentratie molala: numarul de moli solut dizolvati intr-un kg de solvent; - concentratia normala: numarul de echivalenti gram de solut dizolvati intr-un litru de solutie; - fractie molara: numarul de moli raportat la numarul total de moli; - ppm (parti per million) unitati masice de solut la un million parti masice solutie. 4 Tabel centralizator concentratii solutii: Tip concentratieSolutSolventSolutieUnitate de masura Procentuala masicag, kg-100g, 100kg % Molaramol-Lmol/L Molalamol1kg-mol/kg NormalaEg-LEg/L Fractie molaramol-moladimens ppmmg-kgppm 5 Solubilitateauneisubstantereprezintacantitateamaximadesolutcese poate gasi intr-o solutie sau se poate dizolva intr-o cantitate de solvent la o anumita temperatura. Poate fi exprimata ca g solut ce se dizolva in 100g solvent sau g solut ce se gasesc intr-un litru de solutie. Substantele pot fi clasificate, functie de solubilitate in: - usor solubile (solubilitate >1g/100g solvent)- insolubile (solubilitate9 (pasivare). Betonul de ciment, chiar i n stare ntrit, n condiii normale, conine n pori, o soluie cu pH-ul mai mare de 12.5, rezultat n urma reaciilor dintre ciment i ap. Acesta este unul din modurile n care betonul protejeaz armtura mpotriva coroziunii.n cazul ipsosului ntrit, pH-ul soluiei din pori are o valoare apropiat de 7, astfel nct armarea lui cu plas de oel nu poate fi realizat dect dac armtura este protejat mpotriva coroziunii, de exemplu prin galvanizare. 21 pH-UL SOLUIILOR APOASE -1 4 9 14pHVcor22 Ape naturale, industriale si reziduale Apele naturale sunt apele din rauri, lacuri, panza freatica precipitatii, mari si oceane. Apeleindustrialesuntapelenaturalecaretransformatesaunucorespund necesitatilor proceselor tehnologice. Apele reziduale sunt ape ce rezulta din procesele tehnologice. Apelenaturale,industrialesirezidualecontinsubstantedizolvate(gaze, saruri) cat si solide in suspensii. Sarurile dizolvate in apa ii confera acesteia o proprietate si anume duritate. Cunoatereaduritiiapeiesteimportantnuneledomenii,cumarfi protecia construciilor mpotriva coroziunii, instalaii termice, splare, etc. Duritatea apei (dT) este o proprietate imprimat acesteia de coninutul total de sruri solubile de Ca i Mg. Funcie de natura acestor sruri se deosebesc dou tipuri de duriti: duritate temporar duritate permanent Duritatea temporar(dtp) estedatde coninutulde bicarbonaidecalciu i magneziuCa(HCO3)2,Mg(HCO3)2,careprinfierberesetransformn carbonai insolubili, ce se depun: + + + 3 2 2 2 3CaCO O H CO ) HCO ( Cafierbere23 Ape naturale, industriale si reziduale Duritatea permanent (dp) este dat de coninutul de sruri de Ca i Mg care nu se ndeprteaz prin fierbere (cloruri, sulfai, azotai). Duritatea apei este egal cu suma dintre duritatea permanent i duritatea temporar: Duritatea apei se exprim n grade de duritate. Un grad de duritate reprezint convenional o anumit concentraie de sruri, exprimat sub forma unor compui ai calciului(CaO, CaCO3). Astfel: 1 grad francez de duritate reprezint un coninut de sruri de Ca i Mg echivalent cu 1 mg CaCO3 la 100ml ap. 1 grad german de duritate reprezint un coninut de sruri de Ca i Mg echivalent cu 1 mg CaO la 100ml ap. 1 grad englez de duritate reprezint un coninut de sruri de Ca i Mg echivalent cu 1 mg CaCO3 la 76 ml ap. Relaia ce exist ntre diferitele grade de duritate este: 1 grad german=1,79 grad franceze=1,25 grad engleze p tp Td d d + =24 Ape naturale, industriale si reziduale Apeleseclasificafunctiededuritateaexprimataingrade germane in: Foarte moi : 0-5 grade Moi: 5-10 grade Semidure: 10-20 grade Dure: 20-30 grade Foarte dure > 30 grade Apelefoartemoisuntcorozivepentrubeton,prindizolvarea lenta a pietrei de ciment. Apeleduresifoarteduresuntpericuloasepentruinstalatiile termicedatoritadepunerilordecalcarcediminueazadin sectiunile conductelor si micsoreaza schimbul de caldura. 25 Ape naturale, industriale si reziduale Tratarea apelor industriale si reziduale Pentruatingereacriteriilorimpusedenormesilegiapele industriale si reziduale se trateaza prin: Purificare Dedurizare Epurare Purificarea se realizeaza prin: - sedimentarea impuritatilor cu ajutorul unor coagulanti Al2(SO4)3, FeCl3; - decolorare; - filtrare; - dezinfectie (cu ozon; clor, UV). 26 Ape naturale, industriale si reziduale Dedurizarea se poate face utilizand mai multe procedee: - procedeul cu var, ce conduce la eliminarea duritatii temporare: - procedeul cu soda, ce conduce la eliminarea duritatii permanente: - procedeul cu soda caustica ce elimina duritatea totala: - Pe acelasi principiu, al formarii de saruri insolubile de calciu se pot utiliza si fosfatii.

O H CaCO 2 CaO ) HCO ( Ca2 3 2 3+ + +4 2 3 3 2 4SO Na CaCO CO Na CaSO + + +NaCl 2 ) OH ( Mg NaOH 2 MgClO H 2 CO Na CaCO NaOH 2 ) HCO ( Ca2 22 3 2 3 2 3+ + ++ + + +27 Ape naturale, industriale si reziduale Procedeul cu schimbatori de ioni: Sepotutilizarasini(macromoleculecucapetececontingrupari capabilesaschimbeioni)detipcationiti(schimbacationi)si anioniti (schimba anioni). Utilizarea unor cationiti de tip R-Na conduce la eliminarea duritatii totale: UtilizareaunorcationitidetipulR-Hconducelaeliminarea sarurilor dar si la acidularea apei: Pentru neutralizarea aciditatii se trateaza in continuare apa cu un anionit R-OH: Epurarea apei se face in instalatii specializate. 4 2 43 3SO Na R Ca R CaSO Na R 2NaHCO R Ca R ) HCO ( Ca Na R 2+ + + + 4 2 42 2 3SO H R Ca R CaSO H R 2CO O H R Ca R ) HCO ( Ca H R 2+ + + + + O H 2 R SO R SO H OH R 22 4 4 2+ + 28 Sistemele polifazice sunt sisteme alctuite din mai multe faze, care pot fi n aceeai stare de agregare sau n stri de agregare diferite. Fazele sunt separate de ctre suprafeede separaie, ce pot fi continue (un amestec de ap i ulei, lsat n repaus un timp, are o singur suprafa de separaie, ce delimiteaza uleiul adunat deasupra, de apa de dedesubt), sau discontinue (acelai amestec agitat se compune din picturi de ulei dispersate n ap). Sistemele polifazice n care una sau mai multe faze sunt discontinue i au o suprafa de separaie foarte mare, se numesc sisteme disperse polifazice. Faza continu a unui sistem dispers, aflat n cantitatea cea mai mare, n sistemul respectiv, se numete mediu de dispersie, faza dispersat numindu-se dispersoid. Domeniul de existen al sistemelor disperse polifazice este limitat la dimensiuni ale particulelor dispersoidului ntre 10 exp(-9) m 10 exp(-4) m. Un rol important in stabilitatea si proprietatile acestor sisteme il joaca fenomenele de suprafata ce vor fi tratate in continuare.29 Sisteme disperse eterogene Clasificarea sistemelor disperse polifazice dup starea de agregare a mediului de dispersie idispersoidului Mediu de dispersieDispersoidDenumire exemple LichidSolidSoli, suspensii LichidEmulsii grosiere i coloidale GazEmulsii gazoase, spume SolidSolidIncluziuni solide, Au coloidal n sticle LichidGeluri i incluziuni lichide GazXerogeluri, spume solide GazSolidAerosoli, fum, praf LichidCeaa, aerosoli 30 Fenomene de suprafata La suprafata fluidelor si solidelor exista o incarcatura energetica suplimentara: F=S Conditia de desfasurare spontana a proceselor este dF