Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей
Исследованы процессы кристаллизации и скорости осаждения карбоната кальция при наложении электрического и магнитного (магнитного и электрического) полей. Обнаружено явление превращения под влиянием магнитного поля электрохимически сформированных кристаллов кальцита в "снопообразные" криста...
Saved in:
| Published in: | Химия и технология воды |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130708 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей / В.В. Гончарук, В.А. Багрий, С.Ю. Баштан // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 3. — С. 226-231. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130708 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гончарук, В.В. Багрий, В.А. Баштан, С.Ю. 2018-02-19T19:25:58Z 2018-02-19T19:25:58Z 2012 Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей / В.В. Гончарук, В.А. Багрий, С.Ю. Баштан // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 3. — С. 226-231. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130708 541.13:628:538.6 Исследованы процессы кристаллизации и скорости осаждения карбоната кальция при наложении электрического и магнитного (магнитного и электрического) полей. Обнаружено явление превращения под влиянием магнитного поля электрохимически сформированных кристаллов кальцита в "снопообразные" кристаллы арагонита. Показано, что последующая после электрохимической магнитная обработка гидрокарбонатных растворов приводит к уменьшению числа и увеличению размеров отдельных кристаллов карбоната кальция, легко удаляющихся из раствора. Досліджено процеси кристалізації і швидкості осадження карбонату кальцію при накладанні електричного і магнітного (магнітного і електричного) полів. Виявлено явище перетворення під впливом магнітного поля електрохімічно сформованих кристалів кальциту в «снопоподібні» кристали арагоніту. Показано, що наступна після електрохімічної магнітна обробка гідрокарбонатних розчинів призводить до зменшення числа і збільшення розмірів окремих кристалів карбонату кальцію, які легко видаляються із розчину. Processes of crystallisation and speed of sedimentation of a carbonate of calcium are investigated at imposing electric and magnetic (magnetic and electric) fields. The phenomenon of transformation under the influence of a magnetic field electrochemically the generated crystals calcite in «sheafsimilar» aragonite crystals is revealed. It is shown, that the subsequent after electrochemical magnetic treatment hydrocarbonate solutions leads to reduction of number and increase in the sizes of separate crystals of the calcium carbonate, easily leaving of a solution. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Химия и технология воды Физическая химия процессов обработки воды Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей Crystallization of calcium carbonate from water solutions at imposing electric and magnetic fields Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| spellingShingle |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей Гончарук, В.В. Багрий, В.А. Баштан, С.Ю. Физическая химия процессов обработки воды |
| title_short |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| title_full |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| title_fullStr |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| title_full_unstemmed |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| title_sort |
кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей |
| author |
Гончарук, В.В. Багрий, В.А. Баштан, С.Ю. |
| author_facet |
Гончарук, В.В. Багрий, В.А. Баштан, С.Ю. |
| topic |
Физическая химия процессов обработки воды |
| topic_facet |
Физическая химия процессов обработки воды |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Химия и технология воды |
| publisher |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Crystallization of calcium carbonate from water solutions at imposing electric and magnetic fields |
| description |
Исследованы процессы кристаллизации и скорости осаждения карбоната кальция при наложении электрического и магнитного (магнитного и электрического) полей. Обнаружено явление превращения под влиянием магнитного поля электрохимически сформированных кристаллов кальцита в "снопообразные" кристаллы арагонита. Показано, что последующая после электрохимической магнитная обработка гидрокарбонатных растворов приводит к уменьшению числа и увеличению размеров отдельных кристаллов карбоната кальция, легко удаляющихся из раствора.
Досліджено процеси кристалізації і швидкості осадження карбонату кальцію при накладанні електричного і магнітного (магнітного і електричного) полів. Виявлено явище перетворення під впливом магнітного поля електрохімічно сформованих кристалів кальциту в «снопоподібні» кристали арагоніту. Показано, що наступна після електрохімічної магнітна обробка гідрокарбонатних розчинів призводить до зменшення числа і збільшення розмірів окремих кристалів карбонату кальцію, які легко видаляються із розчину.
Processes of crystallisation and speed of sedimentation of a carbonate of calcium are investigated at imposing electric and magnetic (magnetic and electric) fields. The phenomenon of transformation under the influence of a magnetic field electrochemically the generated crystals calcite in «sheafsimilar» aragonite crystals is revealed. It is shown, that the subsequent after electrochemical magnetic treatment hydrocarbonate solutions leads to reduction of number and increase in the sizes of separate crystals of the calcium carbonate, easily leaving of a solution.
|
| issn |
0204-3556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130708 |
| citation_txt |
Кристаллизация карбоната альция из водных растворов при наложении электрического и магнитного полей / В.В. Гончарук, В.А. Багрий, С.Ю. Баштан // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 3. — С. 226-231. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT gončarukvv kristallizaciâkarbonataalʹciâizvodnyhrastvorovprinaloženiiélektričeskogoimagnitnogopolei AT bagriiva kristallizaciâkarbonataalʹciâizvodnyhrastvorovprinaloženiiélektričeskogoimagnitnogopolei AT baštansû kristallizaciâkarbonataalʹciâizvodnyhrastvorovprinaloženiiélektričeskogoimagnitnogopolei AT gončarukvv crystallizationofcalciumcarbonatefromwatersolutionsatimposingelectricandmagneticfields AT bagriiva crystallizationofcalciumcarbonatefromwatersolutionsatimposingelectricandmagneticfields AT baštansû crystallizationofcalciumcarbonatefromwatersolutionsatimposingelectricandmagneticfields |
| first_indexed |
2025-11-27T09:27:13Z |
| last_indexed |
2025-11-27T09:27:13Z |
| _version_ |
1850809204199129088 |
| fulltext |
226 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, №3
В.В. ГОНЧАРУК, В.А. БАГРИЙ, С.Ю. БАШТАН, 2012
УДК 541.13:628:538.6
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ИЗ ВОДНЫХ
РАСТВОРОВ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И
МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ
В.В. Гончарук, В.А. Багрий, С.Ю. Баштан
Институт коллоидной химии и химии воды
им. А.В. Думанского НАН Украины, г. Киев
Поступила 29.12.2011 г.
Исследованы процессы кристаллизации и скорости осаждения карбоната каль-
ция при наложении электрического и магнитного (магнитного и электричес-
кого) полей. Обнаружено явление превращения под влиянием магнитного поля
электрохимически сформированных кристаллов кальцита в "снопообразные"
кристаллы арагонита. Показано, что последующая после электрохимической
магнитная обработка гидрокарбонатных растворов приводит к уменьшению
числа и увеличению размеров отдельных кристаллов карбоната кальция, легко
удаляющихся из раствора
Ключевые слова: карбонат кальция, кристаллизация, электрическое и
магнитное поля.
Введение. Безреагентные электрохимические и магнитные способы
обработки воды широко используются для умягчения [1 – 3] и антина-
кипной обработки [4, 5] вод гидрокарбонатного класса. Электрохими-
ческое умягчение сводится к выпадению осадка карбоната кальция в виде
ромбоэдрического кальцита в результате подщелачивания раствора. При
этом часть осадка выпадает непосредственно на поверхности катода, а
более дисперсная фаза остается в растворе. Магнитная обработка спо-
собствует направленной кристаллизации карбоната кальция в виде иголь-
чатого арагонита [6,7]. Игольчатые кристаллы арагонита имеют плохую
адгезию к подложке, слабое сцепление между собой и могут длительное
время находиться в растворе. Таким образом, и электрохимические, и
магнитные способы обработки воды не позволяют быстро и полностью
удалить частицы карбоната кальция из обработанной воды.
Цель данной работы – изучение влияния последовательного наложе-
ния электрического и магнитного (магнитного и электрического) полей
на образование и скорость выпадения кристаллов СаСО
3
.
Методика эксперимента. Магнитную обработку воды проводили по
схеме, предложенной в [6]. Все опыты проводили с некипячеными ра-
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 3 227
створами, содержащими парамагнитный кислород воздуха. Для элект-
рохимической обработки использовали электролизер последовательно-
проточного типа [3], позволяющий в одном аппарате проводить электро-
химическое умягчение воды в катодной камере, фильтрование от
кристаллов солей жесткости и взвешенных частиц на фильтрующем кар-
тридже и обеззараживание активным хлором в анодной камере.
Результаты и их обсуждение. На рис. 1 показаны микрофотографии
кристаллов карбоната кальция, образованных при наложении только элек-
трического (а) и магнитного (б) полей. В растворах, подвергнутых элек-
трохимической обработке, карбонат кальция кристаллизуется в виде оди-
ночных и сросшихся кристаллов кальцита, а также метастабильного
лепесткообразного ватерита с поодиночными включениями игольчатого
арагонита. Из омагниченной воды карбонат кальция кристаллизуется пре-
имущественно в виде игольчатого арагонита (см. рис. 1, б). Направлен-
ной кристаллизации способствует присутствие в растворе парамагнит-
ного кислорода воздуха [6]. Помимо арагонита, в поле зрения попадают
одиночные включения кальцита и ватерита.
а б
Рис. 1. Микрофотографии кристаллов СaCO
3
(40), образованных при
электрохимической (а) и магнитной (б) обработке кальциево-
гидрокарбонатной воды.
Для изучения влияния последовательности обработки воды было про-
ведено две серии опытов. В первой серии омагниченную воду, содержа-
щую 5 мг-экв/дм3 ионов кальция, пропускали через последовательно-про-
точный электрохимический аппарат, в другой – омагничиванию
подвергали электрообработанную воду. Для ускорения образования кар-
боната кальция обработанную воду кипятили. Поскольку обе серии опы-
228 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, №3
тов проводили в одном цикле, кипячению подвергали только воду после
выхода из второго аппарата.
На рис. 2 показано, что при магнитной и последующей электрохи-
мической обработке образуются три фазы карбоната кальция (кальцит,
арагонит и ватерит) примерно в равном соотношении. Фаза ватерита кри-
сталлизуется в виде "многолепестковых цветков" достаточно правиль-
ной формы с явно выраженной центральной симметрией и круговым об-
разованием по центру. Арагонит кристаллизуется в виде одиночных игл
правильной формы, а кальцит – в виде ромбоэдров (как отдельных, так и
сросшихся). Увеличение числа различных форм кристаллов позволяет
предположить, что электрохимическая обработка частично нивелирует
действие магнитного поля.
Рис. 2. Микрофотография кристаллов СaCO
3
(40), образованных при
последовательной магнитной и электрохимической обработке кальциево-
гидрокарбонатной воды.
При электрохимической и последующей магнитной обработке воды
наблюдается присутствие фазы арагонита и ватерита с преобладанием
первого в осадке, а кальцита – всего ~ 5 % (рис. 3). Арагонит кристалли-
зуется в виде отдельных игл и в виде "снопообразных" кристаллов. Та-
кая форма кристаллов арагонита, как предполагаем, объясняется тем, что
благодаря низкому значению кристаллографического несоответствия [8]
кальцита и арагонита на кристаллах ранее образованного кальцита мо-
гут расти кристаллы арагонита. Образования ватерита имеют форму "цвет-
ков" с ярко выраженными шестью лепестками и центральным круговым
образованием. Из сравнения микрофотографий (см. рис. 2, 3) видно, что
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 3 229
при завершающей магнитной обработке число кристаллов меньше, а их
размеры больше, чем при окончательной электрохимической обработке.
Рис. 3. Микрофотография кристаллов СaCO
3
(40), образованных при
последовательной электрохимической и магнитной обработке кальциево-
гидрокарбонатной воды.
Измеренная скорость седиментации кристаллов карбоната кальция,
сформированных после омагничивания электрообработанных растворов,
в 5 раз больше, чем после электрохимической обработки омагниченных
растворов. Наблюдаемое различие в форме кристаллов, их числе и ско-
рости выпадения осадка можно объяснить следующим образом. В слу-
чае предшествующей электрохимической обработки омагничиванию под-
вергается раствор, уже содержащий высокодисперсную взвесь кристаллов
кальцита. Присутствие кристаллов кальцита облегчает дальнейшую кри-
сталлизацию карбоната кальция, так как на образование элементарных
зародышей энергии не требуется Поскольку образованные в результате
электрохимической обработки кристаллы карбоната кальция представ-
лены главным образом кальцитом, а наложение магнитного поля спо-
собствует направленной кристаллизации карбоната кальция в виде иголь-
чатого арагонита, то под действием магнитного поля происходит
трансформация формы кристаллов, сопровождающаяся появлением "сно-
пообразных" кристаллов, в основе которых лежат кристаллики кальцита
с отходящими, ориентированными вдоль силовых линий манитного поля,
иглами арагонита.
В отличие от электрического, магнитное поле только способствует
направленной кристаллизации. Подающаяся на электрохимическую об-
работку омагниченная при 25°С вода содержит лишь сформированные в
230 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, №3
цепочку частично дегидратированные ионы кальция [7], трансформация
которых в элементарные зародыши возможна лишь при нагревании или
под влиянием другого источника энергии, в нашем случае электрическо-
го поля.
Выводы. Таким образом, проведенные исследования показали, что
разная последовательность электрической и магнитной обработки воды
неодинаково влияет на форму, размеры и скорость выпадения карбоната
кальция. Наиболее крупные кристаллы СаСО
3
и максимальная скорость
их выпадения наблюдаются в случае завершающей магнитной обработки
воды.
Резюме. Досліджено процеси кристалізації і швидкості осадження
карбонату кальцію при накладанні електричного і магнітного (магнітно-
го і електричного) полів. Виявлено явище перетворення під впливом маг-
нітного поля електрохімічно сформованих кристалів кальциту в
«снопоподібні» кристали арагоніту. Показано, що наступна після елект-
рохімічної магнітна обробка гідрокарбонатних розчинів призводить до
зменшення числа і збільшення розмірів окремих кристалів карбонату
кальцію, які легко видаляються із розчину.
V.V. Goncharuk, V.A. Bagrii, S.Yu. Bashtan
CRYSTALLIZATION OF CALCIUM CARBONATE FROM WATER
SOLUTIONS AT IMPOSING ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS
Summary
Processes of crystallisation and speed of sedimentation of a carbonate of
calcium are investigated at imposing electric and magnetic (magnetic and
electric) fields. The phenomenon of transformation under the influence of a
magnetic field electrochemically the generated crystals calcite in «sheafsimilar»
aragonite crystals is revealed. It is shown, that the subsequent after
electrochemical magnetic treatment hydrocarbonate solutions leads to reduction
of number and increase in the sizes of separate crystals of the calcium carbonate,
easily leaving of a solution
Список использованной литературы
[1] Яковлев С.В., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология
электрохимической очистки воды. – Л.: Стройиздат, 1987. – 312 с.
[2] Гончарук В.В., Чеботарева Р.Д., Багрий В.А., Баштан С.Ю. // Химия и
технология воды. – 2005.– 27, №5. – С.560 – 570.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 3 231
[3] Багрий В.А., Чеботарева Р.Д., Баштан С.Ю., Ремез С.В., Гончарук В.В.
// Там же. – 2008. – 30, №2. – С.184 – 191 .
[4] Пат. 84109 Україна, МПК C02F 1/48 /В.В. Гончарук, В.А. Багрій,
Р.Д. Чеботарьова, С.Ю. Баштан, А.В. Нанієва. – Опубл.10.09.2008,
Бюл. №17.
[5] Пат. 84580 Україна, МПК C02F 1/48 /В.В. Гончарук, В.А. Багрій,
Р.Д. Чеботарьова, С.Ю. Баштан. – Опубл.10.11.2008, Бюл. №21.
[6] Гончарук В.В., Багрий В.А., Чеботарева Р.Д., Баштан С.Ю. // Химия и
технология воды. – 2006. – 28, №3. – С.311 – 314.
[7] Гончарук В.В., Багрий В.А., Чеботарева Р.Д., Баштан С.Ю., Наниева А.В.
//Там же. – 2009. – 31, №3. – С.300 – 307.
[8] Присяжнюк В.А. //Сантехника, отопление и канализация. – 2003. – №10. –
С.26 – 30.
|