Жесткость пластовых вод

Соли пластовых вод влияют, и определяет её жёсткость. Жёсткостью называется суммарное содержание растворённых солей двухвалентных катионов: кальция, магния и железа.

Жёсткость различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную). Временная жёсткость или карбонатная (Ж_к) обусловлена содержанием в воде карбонатов или гидрокарбонатов двухвалентных металлов: кальция, магния, железа.

Постоянная жёсткость или некарбонатная (Ж_нк) обусловлена наличием в воде сульфатов или хлоридов (или соли других кислот) двухвалентных металлов: кальция, магния, железа.

Общая жёсткость воды определяется как сумма карбонатной и некарбонатной:

Ж_о = Ж_к + Ж_нк (5.1)

Жёсткость воды оценивается содержанием в ней солей в миллиграмм эквивалентах на литр .

Ж_к, Ж_нк оценивают как сумму жесткостей всех i-ых ионов (∑ g_i):

Ж_о = Sg_i (5.2)

Жесткость иона оценивается отношением массы иона к его эквиваленту:

, (5.3)

где m_vi – концентрация i-го иона в воде (мг/л);

э_i – эквивалент i-го иона.

Эквивалент иона оценивается отношением молекулярной массы иона (М_I) к его валентности (n):

, (5.4)

где М_i – молекулярная масса иона;

n – валентность иона.

Рассмотрим пример. В одном литре воды содержатся ионы в количестве: Mg⁺² =21мг и Ca⁺² = 56 мг. Найти общую жесткость?.

Решение. Определим жесткость обусловленную наличием в воде ионов магния и кальция. Воспользуемся формулами 5.1–5.4:

Ж =G (мг -экв/л), g = m / Э, Э = Mn / Nn,

где Mn - масса иона;

Nn - валентность иона.

М_Мg = 24, 3; Э_Mg = 24, 3 /2 = 12, 5 мг-экв;

М_Ca = 40, 08; Э_Ca = 40, 08 / 2 = 20 мг-экв;

g_Mg = 21/12, 15 = 1, 72 мг-экв/л; Ж_Mg = 1, 728 мг - экв/л;

g_Ca = m/э = 56/20, 04 = 2, 79 мг-экв/л; Ж_Ca = 2, 79 мгэкв/л;

Ж_общ = Ж_Сa + Ж_Mg = 2, 79 + 1, 728 = 4, 5181 (мг - экв/л).

Природные воды в зависимости от содержания в них двухвалентных катионов кальция, магния, железа подразделяются на следующие группы:

очень мягкая вода – до 1, 5 мг-экв./л;

мягкая вода – 1, 5-3, 0 мг-экв./л;

умеренно жёсткая вода – 3, 0-6, 0 мг-экв./л;

жёсткая вода – более 6 мг-экв./л.

Жесткость пластовой воды и ее группа по жесткости определяется экспериментально-расчетным путем (см. разд. " Практикум для самостоятельной работы").

Временную (карбонатную) жёсткость можно устранить термическим методом, длительным кипячением или химическим методом – добавлением гидроксида кальция Са(ОН)₂. В обоих случаях выпадает в осадок карбонат кальция СаСО₃.

Постоянную жёсткость устраняют химическим способом с помощью добавления соды или щёлочи.