что такое накипь в чайнике химический состав

О накипи и методах борьбы с ней

Вам уже приходилось сталкиваться с вредными последствиями воздействия накипи?

Стиральная машина, кофемашина, газовые котёл. Кто из них стал последней жертвой известкового налёта?

Читайте нашу статью! Мы давно занимаемся вопросами защиты оборудования от накипи и уверены, что наши знания будут полезными для вас!

На снимке: образцы накипи из труб, взятые нами для исследования

Что такое накипь?

На снимке: накипь высокой прочности, взятая из очищаемого нами теплообменника

Чем опасна накипь?

Накипь обладает крайне низкой теплопроводностью.

А это значит, что при работе котла, чайника или тэна, им приходится затрачивать больше газа или электроэнергии на нагрев и испарение жидкости.

Отложения напкипи выводят из строя оборудование и приборы, делая невозможными их эксплуатацию!

Накипь, осевшая на тенах стиральных машин, приводит к перегоранию нагревательного элемента. Накипь, осевшая в жиклёрах кофемашин, приводит к невозможности подачи жидкости. Накипь, забившая змеевик газового котла приводит к его протечке и дорогостоящему ремонту.

Отложения, возникающие при работе промышленных котлов могут привести к разрыву труб и аварийной ситуации!

По роду деятельности мы каждый день сталкиваемся с различными котлами и иногда удивляемся, насколько беспечны люди, эксплуатирующие газовые котлы большой мощности.

На снимке вы можете видеть, что труба котла полностью забита накипью. Вода не проходит через неё, труба постоянно перегрета и это может привести к взрыву! Однако такой котел продолжал работать.

На снимке: накипь в трубе котла ДЕ-10-14

Таким образом, возникновение накипи в нагревательном оборудовании, приводит к следующим негативным последствиям:

Виды накипи

Количество химических элементов, из которых образуется накипь, достаточно разнообразно и, как минимум, её классифицируют в следующие виды:

За 15 лет работы наша компания накопила значительное количество образцов накипи из разных уголков России. Нами было исследовано более 1000 образцов накипи и определён их химический состав.

На снимке: исходный образец накипи и её измельченный вид для проведения исследований

По результатам исследования мы выяснили, что содержание накипи, в подавляющем большинстве образцов содержит элементы:

Можно ли по внешнему виду накипи узнать её химический состав?

На основании проведённых исследований более чем 100 образцов накипи, мы определили, что:

Однозначно определить химический состав накипи по её внешнему виду не представляется возможным!

На снимке: образцы накипи, имеющие различный цвет и консистенцию

На этих снимках представлены отложения, существенно отличающиеся по цвету и физической структуре. Удивительно, но эти отложения имеют практически одинаковый химический состав! Однако различные температуры и давления, при которых сформировались эти образцы накипи, привели к такой разнице в цвете и структуре!

При какой температуре образуется накипь?

Накипь начинает образовываться при температуре от 40°С и выше.

Достаточно подробную информацию о температуре и скорости образования накипи в устройствах приготовления горячей воды, мы нашли в книге Владислава Шафлика «Современные системы горячего водоснабжения», Киев, «Таки справы», 2010.

В таблице приведены данные о зависимости скорости образования накипи от жесткости воды и температуры.

На рисунке: данные о скорости образования накипи в зависимости от температуры

Каков механизм образования накипи?

Если говорить кратко, то накипь образуется потому, что в результате нагрева жидкости, соли жесткости (Са(НСО3)₂, Mg(НСО3)₂), содержащиеся в ней, начинают распадаться на углекислый газ и нерастворимый осадок.

Ещё один механизм образования накипи

Кроме того, существует ещё один путь образования накипи, хотя информации о нём крайне мало встречается в открытых источниках.

В результате электростатических сил адгезии, возникающих при формировании двойного электрического слоя на границе раздела фаз: металл-вода, контактирующие фазы приобретают заряд противоположного знака, что способствует выпадению растворённых в воде солей на поверхность теплообменного оборудования.

Где образуется накипь?

В чайниках, кофеварках, утюгах, стиральных машинах, бойлерах, отопительных газовых котлах, накипь образуется внутри труб, змеевиков и жиклёров при нагревании и кипячении воды.

В промышленных паровых и водогрейных котлах, бойлерах и теплообменниках, накипь образуется внутри труб или емкостей, в которых происходит нагрев воды и получение пара.

Как можно решить проблему с накипью?

Наш опыт свидетельствует, что существует несколько эффективных способов борьбы с накипью. Однако все они, по сути, сводятся к двум основным методам:

Накипь можно либо предотвратить, либо удалить!

Далее мы расскажем об этих методах подробнее и рассмотрим конкретные способы и технологии, для решения проблем с накипью.

Предотвращение образования накипи

1. Умягчение

Основным способом, служащим для предотвращения образования накипи, является умягчение.

Под термином «умягчение» понимается процесс очищения воды от солей жесткости (Са и Mg), являющихся основной причиной образования накипи.

В процессе умягчения из воды удаляются ионы кальция (Ca) и магния (Mg). Это делается за счёт того, что воду пропускают через смолу или соль, содержащие в себе ионы натрия. При этом ионы кальция и магния из воды переходят в смолу или соль, а ионы натрия замещают их и переходят в воду. Таким образом происходит умягчение воды и снижается её общая жесткость.

Существуют следующие требования к жесткости воды:

Питательная вода паровых котлов и бойлеров (ГОСТ Р 55682.12-2013), ммоль/л

Источник

Накипь в чайнике. Виды накипи и способы борьбы с ней

Вся вода, которая используется для обеспечения жизнедеятельности человека, имеет разный химический состав. И хоть с первых страниц химии мы помним формулу H2O, в природных источниках состав воды отличается содержанием растворенных солей, чем их больше, тем жестче будет вода.

Знакомая картина? Накипь не только портит посуду, но и портит настроение

Основные показатели жесткости: соли магния, кальция и других щелочноземельных металлов. При нагревании их избыток накапливается на поверхности нагревательных элементов бойлеров и стиральных машин. Из-за низкой отдачи тепла на нагревание тратится больше времени и электроэнергии.

Теплопроводность накипи очень низкая, даже тонкий слой создает сильное термическое сопротивление, которого достаточно, чтобы случился перегрев и порыв трубопровода. Чем толще слой отложений, тем больше он «крадет» электроэнергии и времени на нагрев воды. 10 миллиметров накипи снижают эффективность нагревания на 50 %.

После однократного закипания жесткой воды в электрическом чайнике, его диск и стенки покрывают едва заметным налетом, который вскоре превращается в плотную слоистую корку. Убрать ее механическим путем, не повредив прибор, невозможно. С каждым новым слоем она становится более прочной.

От испарения воды соли откладываются на всех контактных поверхностях: посуде, сантехнике, плитке. Эластичные уплотнители, покрывшись накипью делаются хрупкими, узлы шаровых кранов и запорной аппаратуры цементируются и закисают, что ведет к скорой поломке, а еще это отличное прикрытие для развития коррозионных процессов.

Виды накипи

По своему химическому составу накипь подразделяется на три основных типа:

Виновником накипи служат различного рода примеси в воде

Карбонатная жесткость, обусловленная гидрокарбонатами кальция и магния, называется временной. От нее можно избавиться простым кипячением, во время которого химические элементы распадаются на твердый остаток и углекислый газ.

Некарбонатная жесткость воды называется постоянной. Для ее определения проводится анализ воды после предварительного кипячения на протяжении часа. Постоянные соли (соляной и азотной кислоты) в осадок не выпадают, а остаются растворенными. Общая жесткость – это сумма количества солей временной и постоянной.

Кроме качественного состава, используется шкала оценки степени жесткости воды по параметру мг/эквивалент литр. Если он меньше 3 – значит вода мягкая, больше 9 – очень жесткая. В нашей стране преобладает вода средней жесткости. В Европе мягкой считается вода со значением до 1,2 мг/экв.л.

На что влияет жесткая вода

Употребление в пищу жесткой и мягкой воды имеет некоторые последствия и для человеческого организма. Согласно исследованиям, жесткая вода может вызывать образование мочевых камней, сильно сушит кожные покровы, имеет специфический привкус. Мягкая вода вносит вклад в развитие сердечно-сосудистых заболеваний – ее регулярное потребление приводит к дефициту в организме ионов Ca и Mg.

Для медицинских нужд используют дистиллированную воду с очень низкой концентрацией солей. Это в корне неправильно. Попадая в организм, вода с искусственным образом измененным составом, компенсирует его за счет ресурсов организма, вымывая кальций из костей и зубов, что приводит к их хрупкости.

В условиях естественной среды, жесткость не является статичным показателем. В период засухи концентрация солей повышается в результате испарения. После проливных дождей и таяния снега она снижается. В подземных водоемах, куда реже добирается инфильтрат атмосферных осадков, жесткость воды остается стабильно высокой. Артезианские скважины – это постоянно жесткая вода, которую обязательно нужно смягчать.

Способы борьбы с накипью

Ввиду сильного разрушительного действия накипи, каждый человек выбирает, какие методы борьбы с ней подходят для конкретного случая. По методики действия все методы можно поделить на два типа: минимизация и предотвращение образования накипи и эффективные способы удаления налета.

Способ очистки от накипи с помощью соды

Для снижения жесткости небольшого объема воды: для личной гигиены, стирки, питья и приготовления пищи, можно использовать соду, лимонную кислоту, уксус, отвары некоторых лекарственных трав, предварительное кипячение и даже молоко. Такие методы относятся к народным. С их помощью легко очистить стеклянные поверхности, сантехнику и электрочайники.

Хорошие рекомендации в сфере подготовки воды получил минерал шунгит. Он нормализует питьевую воду, сорбируя вредные вещества. Для домашних питьевых колодцев используются шунгитовые донные фильтры, а для подготовки воды из городского водопровода настаивание на кусочках минерала.

Способ очистки от накипи с помощью лимонной кислоты

Чтобы предотвратить образование накипи и улучшить вкусовые свойства воды и еды, нужно использовать очищенную питьевую воду. Комплексное решение проблемы – установка общей системы водоподготовки для всей квартиры или дома. Можно использовать несколько отдельных фильтров: для пищевой воды, для стирки и гигиены. Воду для полива огорода нужно только нормализовать, чтобы не развивалось засаливание грунта, но тут все зависит от пожелания владельца.

Если нет возможности установить промышленный смягчитель воды, для стиральных машин добавляют кальцинированную соду или полифосфатные средства (Калгон и др.), длительное использование которых приводит к быстрому износу ткани, смыванию цвета, износу частей машины, даже может усилить аллергию. Нормализовать воду можно с помощью реагентов, которые переведут растворенные соли в осадок.

Следующий этап – фильтрация обработанной воды. Нужна точная дозировка, соблюдение технологии введения реагента и утилизация осаженных солей, поэтому метод пригоден только для станций водоподготовки.

Физические методы смягчения воды

Такие способы не нуждаются в реагентах, работая на физических принципах. Например, современные водонагреватели комплектуются магниевым анодом, который защищает термоэлемент от покрытия накипью.

Способ очистки от накипи с помощью соды, лимонной кислоты и уксуса

Среди эффективных комплексных решений по водоподготовке:

Каждая система имеет свои недостатки и требует ощутимых финансовых вложений, но с задачей снижения жесткости воды они справляются на «отлично».

Источник

Виды накипи

Различают карбонатную, сульфатную (гипсовую), сульфатно-силикатную и смешанную.

Виды накипи

Вода различных источников отличается солевым составом, количеством, составом и степенью дисперсности механических примесей. Условия эксплуатации оборудования также различны. Все это приводит к образованию накипи различной как по своему химическому составу, так и по физическому состоянию. Свойства различных видов накипи значительно отличаются друг от друга. В зависимости от преобладания того или иного компонента различают накипь: карбонатную, сульфатную (гипсовую), сульфатно-силикатную и смешанную. Примерный средний состав этих видов накипи представлен в таблице ниже:

Карбонатная накипь. В составе этой накипи преобладает карбонат кальция СаСО3. Этот вид накипи наиболее характерен для поверхностных вод. Карбонатная накипь обычно имеет плотность в среднем 2,37-103 кг/м3 (2,37 г/см3) и низкую теплопроводность (см. табл. 2). Теплопроводность меняется в зависимости от пористости накипи. При медленном нагревании воды образуются мелкие кристаллы карбоната кальция, который при этом образует плотный слой накипи. Более быстрый нагрев способствует росту крупных кристаллов, образующих рыхлую накипь или шлам. Исходя из этого желательно, чтобы двигатель при пуске прогревался возможно быстрее, для чего в системе охлаждения двигателя необходимо наличие исправного термостата. Отсутствие последнего удлиняет срок прогрева двигателя, способствует отложению более плотной накипи и к тому же увеличивает износ двигателя. Вместе с этим нельзя не отметить, что интенсивная циркуляция воды в системе охлаждения также способствует образованию рыхлой накипи в виде шлама.

Разложение бикарбонатов кальция и магния начинается примерно при 70° С, а для полного разложения их требуется кипячение воды в течение 10 мин. Следует отметить, что кинетика разложения карбонатной накипи в условиях работы автомобильного двигателя почти не изучена. В системе охлаждения двигателя температура воды редко повышается до 100° С, а при более низкой температуре время разложения бикарбонатов заметно увеличивается. Это обстоятельство в свою очередь способствует цементации шлама в местах его отложения и образованию вторичной накипи.

Сульфатная накипь. Если в воде имеется значительное количество сульфата кальция (гипса), растворенного в ней, то накипь, образующуюся при этом называют сульфатной. Эта накипь имеет плотность 2,6*103кг/м3 (2,6 г/см3). Теплопроводность сульфатной накипи меньше карбонатной в 2-3 раза (см. табл. 2). Если в системе охлаждения двигателя отложения сульфатной накипи незначительны, то они состоят преимущественно из двуводного гидрата CaSО4*2H2О. Если толщина накипи увеличивается, то слой ее, прилегающий к стенкам, может нагреваться выше 100° С и гипс превращается в полуводный гидрат CaSО4*1/2H2O. Значительные количества сульфата кальция придают накипи твердость и затрудняют снятие ее пр,и промывании системы охлаждения ингибированной соляной кислотой. Сульфат кальция и его гидраты имеют отрицательный коэффициент растворимости, т. е. с повышением температуры их растворимость уменьшается. Таким образом, повышение температуры способствует выделению сульфата кальция из воды.

Силикатная, сульфатно-силикатная и смешанная накипи. Если вода содержит в своем составе растворимые соли кремниевой кислоты или кремниевую кислоту в коллоидном состоянии, то образующаяся накипь может содержать 25% и более кремнезема БЮг. Такую накипь называют силикатной. Как правило, поверхностные воды (воды рек, озер, водохранилищ) содержат кремнезема меньше, чем грунтовые. Содержание кремнезема в поверхностных водах не превышает 60 мг/л, но с повышением щелочности воды количество его возрастает до 200-300 мг/л.

Силикатная накипь может также содержать значительные количества гипса и потому ее называют сульфатно-силикатной. Такого вида накипь образуется в паровых котлах, в наиболее нагретых его частях. В двигателях внутреннего сгорания нет таких мест с высоким перепадом температуры и потому образование этого вида накипи не является характерным. Силикатная накипь отличается очень низкой теплопроводностью.

Смешанная накипь по своим свойствам занимает промежуточное положение между карбонатной и сульфатной.

РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ КОТЛОВ И ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Источник

uCrazy.ru

Навигация

ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ

ОПРОС

СЕЙЧАС НА САЙТЕ

КАЛЕНДАРЬ

Сегодня день рождения

Рекомендуем

Опасна ли накипь из чайника для человека

Для подогрева и кипячения воды люди используют чайники. Со временем на стенках чайников может образоваться накипь. Почему появляется накипь и насколько она опасна для человека? Для ответов на эти вопросы обратимся к науке.

Накипь состоит из твердых отложений. В зависимости от состава воды накипь может быть нескольких типов. В карбонатной накипи преобладает содержание солей магния и калия, а в накипи сульфатной и силикатной – соли магния и кальция, железа и алюминия.

Причина появления накипи кроется в отложении солей, которые содержатся в водопроводной воде. При кипячении воды эти соли распадаются на углекислый газ и твердый осадок, который и образует накипь. Если накипь не удалять, то со временем ее слой будет расти.

На скорость нарастания накипи оказывают влияние как концентрация примесей в воде, так и качество самого нагревательного элемента. В новом чайнике накипь будет образовываться медленнее. Однако, после нескольких месяцев использования, а также при неправильной очистке чайника, с использованием агрессивных средств, этот процесс может ускориться.

Большой слой накипи в чайнике влияет и на теплопроводность. Процесс кипячения длится дольше, затрачивается больше электричества. Помимо этого, работа в таком режиме приводит к поломке нагревательного элемента в электрическом чайнике.

Для человека попадание в организм малого количества накипи не опасно. Однако, систематическое употребление воды с накипью может привести к серьезным недугам.

Так, после растворения накипи в желудке человека, вредные соединения солей попадают в кровь, и распространяются по всему организму. В медицине этот процесс именуется реабсорбацией. В результате этого происходит отложение солей в суставах, образование камней в почках и желчном пузыре, закупорка сосудов.

Кроме того, пористая структура накипи является идеальной средой для размножения бактерий и накопления вредных примесей. И если бактерии можно уничтожить посредством длительного кипячения, то вредные и опасные примеси нет.

Нельзя не отметить и то, что накипь ухудшает вкусовые качества воды. Не рекомендуется готовить горячие напитки на основе воды с накипью. Вода с накипью будет затормаживать процессы выделения ферментов из чайного листа, и не позволит в полной мере раскрыть вкусовые качества чая. Да и времени на заваривание уйдет гораздо больше.

Как избавиться от накипи?

Как только появилась накипь, необходимо сразу же проводить очистку чайника. Для этого есть много химических средств. Однако, самым эффективным и безопасным специалисты считают – лимонную кислоту.

Для очистки чайника необходимо сто грамм лимонной кислоты развести в одном литре воды, прокипятить полученный раствор и дать ему постоять примерно час. После чего чайник тщательно промыть.

А вот использовать для очистки уксус не рекомендуется, несмотря на то, что он отлично растворяет накипь. Это обусловлено тем, что уксус отличается сильной летучестью, и при кипении есть риск попадания вредных паров в организм человека.

Следует внимательно следить за состоянием своего чайника и вовремя осуществлять его очистку. В первую очередь это необходимо для поддержания и сохранения своего здоровья. А во вторую – для обеспечения работоспособности чайника.

Источник

Какая накипь в чайнике самая опасная

Твердые отложения, которые образуются на поверхностях аппаратов, осуществляющих нагревание и кипячение, являются солями – химическими соединениями, растворенными в воде. Состав этой накипи свидетельствует о том, какая жидкость была залита в нагреватель и даже визуально можно определить, безопасна ли данная вода для употребления.

Накипь – часто признак хорошей воды

Оказывается, появление накипи, например, в чайнике, говорит о том, что эта вода не так уж плоха для человека и скорее даже полезна. Так заявляют специалисты-химики Санкт-Петербургского Отдела бурения и обустройства скважин для частных лиц и организаций. Они уверяют, что настоящая, природная вода, даже относительно мягкая, все равно оставляет после кипячения налет на элементах нагревания. А вот чрезмерно умягченная вода или дистиллированная, может нанести вред здоровью, если употреблять ее постоянно. Но при кипячении она действительно не оставляет в чайнике следов.

Однако, в умягченной жидкости, как правило, отсутствуют важные химические соединения, например, фториды. А это – самые необходимые микроэлементы для зубов. Именно через воду молекулы фтора усваиваются в организме наилучшим образом. В дистиллированной воде нет кальция и магния, поэтому она, хотя и считается самой чистой, но абсолютно бесполезна.

Накипь бывает разного цвета

Но далеко не все твердые отложения, которые остаются на нагревательном элементе, полезны. В книге «Накипь. Краткая энциклопедия домашнего хозяйства», под редакцией А. И. Ревина, упоминается, что появление грязновато-серого налета в чайнике, скорее всего означает, что в воде превышена предельно допустимая норма содержания марганца. Если накипь – бледно-желтого цвета, то в жидкости много кальция. Рыжеватые отложения в нагревательном приборе свидетельствую о том, что в воде много соединений железа и наверняка приготовленные напитки имеет специфический запах и «металлический» привкус. Ярко-белая накипь – самый плохой признак. Это указывает на то, что в жидкости – переизбыток хлора. Обычно в чайниках образуется карбонатная накипь, свидетельствующая о том, что данная вода – жесткая, но соответствует нормам «СанПиН». Вредна она только для самого электрического прибора, так как снижает его теплоотдачу и увеличивает время нагревания воды, что со временем приводит к его перегоранию. Вместе с этим незначительно увеличивается энергопотребление.

Накипь опасна для здоровья

Поскольку в чайнике со временем обязательно появляется налет или твердые отложения определенного цвета, можно понять, опасна ли употребляемая из него жидкость. Обычно водоканалы, поставляющие воду в дома, придерживаются санитарно-эпидемиологических нормативов. Однако бывают и исключения.

Кандидат химических наук, специалист по водоочистке Олег Мосин объясняет, что если человек случайно проглотит несколько частичек накипи, то ничего страшного не случится. Однако регулярное употребление воды, в которой, например, много серых отложений, приводит к их накапливанию в суставах и образованию камней в почках. Все это с течением времени может спровоцировать в этих органах патологические проявления.

От белого, хлористого налета в чайнике следует избавляться немедленно – это первый признак необходимости использования фильтров. Ведь накапливание в организме хлора приводит к интоксикации и серьезному поражению кишечного тракта. Рыжая накипь от воды, чрезмерно содержащей металлы, накапливаясь в организме, как минимум вызывает у человека сухость кожи, ломкость волос и даже подагру. В тяжелых ситуациях все это может привести к полисистемному заболеванию — гемохроматозу или нефропатии.

Качество питьевой воды – одно из самых важных для здоровья человека. Бытовых способов ее доочистки сегодня существует несколько и возможно стоит их использовать, если имеющаяся накипь в чайнике свидетельствует об опасности употребления данной воды.

Источник

• ← что такое деталировка мебели
• курс евро что будет дальше сегодня →