Me gustaría hablar de cosas importantes que pocas veces se explican en las webs de las empresas que venden sistemas de limpieza, pero es mucho más ameno entender lo que está en juego a la hora de elegir un filtro para tu familia o para el trabajo. Esta descripción general presenta algunos aspectos importantes a tener en cuenta al elegir un filtro.

¿Qué es una micra y un nanómetro?

Si estaba buscando un filtro de agua, lo más probable es que se haya topado con el nombre "micron". Cuando se trata de cartuchos mecánicos, a menudo puede ver frases como "la unidad filtra partículas gruesas de suciedad de hasta 10 micrones o más". Pero, ¿cuánto son 10 micrones? Me gustaría saber qué tipo de contaminación y uso se perderá un cartucho diseñado para 10 micras. Con respecto a las membranas (ya sea un filtro de flujo u ósmosis inversa), se usa otro término: un nanómetro, que también es un tamaño difícil de representar. Una micra es 0,001 milímetros, es decir, si condicionalmente divides un milímetro en 1000 divisiones, solo obtenemos 1 micra. Un nanómetro es 0,001 micras, que es esencialmente una millonésima de milímetro. Los nombres "micrón" y "nanómetro" se acuñan para simplificar la representación de números tan pequeños.

Los micrones se usan con mayor frecuencia para representar la profundidad de filtración producida por cartuchos de polipropileno o carbón, los nanómetros para representar el nivel de filtración producido por membranas de ultrafiltración o de ósmosis inversa.

¿En qué se diferencian los filtros de agua?

Existen 3 tipos principales de filtros: filtros de flujo, filtros de flujo con membrana de ultrafiltración (membrana) y filtros de ósmosis inversa. ¿Cuál es la principal diferencia entre estos sistemas? Un filtro de flujo puede considerarse una purificación básica, ya que rara vez purifica el agua a un estado potable; es decir, a diferencia de los otros dos tipos de filtros, después de correr el agua, debe hervir el agua antes de beberla (las excepciones son los sistemas que contienen Aragon, Aqualen y material Ecomix). Filtros de membrana: los filtros con una membrana de ultrafiltración purifican el agua de todo tipo de contaminantes, pero dejan intacto el equilibrio salino del agua, es decir, el calcio natural, el magnesio y otros minerales permanecen en el agua. El sistema de ósmosis inversa purifica el agua por completo, incluidos minerales, bacterias, sales; en la salida del filtro, el agua contiene, por extraño que parezca, solo moléculas de agua.

El cloro es el más astuto de los contaminantes del agua.

Generalmente, para purificar el agua de contaminantes con un sistema de membrana, los poros de la membrana deben ser más pequeños que las dimensiones del elemento. Sin embargo, esto no funciona con el cloro, ya que el tamaño de su molécula es igual al tamaño de una molécula de agua, y si los poros de la membrana se hacen más pequeños que el tamaño del cloro, entonces el agua tampoco podrá pasar. . Aquí hay tal paradoja. Por lo tanto, todos los sistemas de ósmosis inversa como parte de los prefiltros y como postfiltro tienen cartuchos de carbón que purifican completamente el cloro del agua. Y tenga en cuenta, ya que el principal " dolor de cabeza"El agua ucraniana es exactamente cloro, si desea comprar ósmosis inversa, debe elegir un sistema con dos cartuchos de carbón en el prefiltro; esto indica la calidad de la limpieza.

Esperamos que la información brindada le haya sido de utilidad. Se puede encontrar más información en el sitio web

Y una subsección en la que en términos generales considerado métodos modernos de filtración basados ​​en el principio del tamiz. Y se insinuó que los purificadores de membrana purifican el agua con una calidad diferente, que depende del tamaño de las "células", que se llaman poros, en estas membranas de tamiz. Respectivamente, microfiltración de agua- esta es la primera tecnología de los sistemas de purificación de agua de membrana, que consideraremos.

Microfiltración de agua: purificación de agua a nivel de moléculas grandes (macromoléculas), como partículas de asbesto, pintura, polvo de carbón, quistes de protozoos, bacterias, óxido. Mientras que la macrofiltración (de agua) afecta la arena, las partículas grandes de limo, las partículas grandes de óxido, etc.

Aproximadamente se puede decir que los tamaños de partículas que filtra la macrofiltración son partículas mayores de 1 micrómetro (si se usa un cartucho especial de una micra). Mientras que el tamaño de partícula que elimina la microfiltración es Partículas de 1 micrón a 0,1 micrón.

Puede hacer la pregunta: "Pero si se eliminan partículas de hasta 0,1 micras, ¿por qué no se pueden retener partículas tan pequeñas como 100 micras usando microfiltración? ¿Por qué escribir "de 1 micra a 0,1 micras"? ¿Es esto una contradicción?"

De hecho, no hay ninguna contradicción particular. De hecho, la microfiltración del agua eliminará tanto las bacterias como enormes trozos de arena. Pero el propósito de la microfiltración no es eliminar grandes trozos de arena. El objetivo de la microfiltración es cómo "eliminar partículas en un rango de tamaño específico". entonces como seria sobre Las partículas más grandes simplemente obstruirán el limpiador y generarán costos adicionales.

Entonces, pasemos a las características de la microfiltración de agua.

Dado que las partículas de 0,1-1 micras de tamaño se eliminan durante la microfiltración, podemos decir que microfiltración es una tecnología de membrana para la purificación del agua, que tiene lugar en membranas de tamiz con un diámetro de celda de poro de 0,1-1 micra. Es decir, en tales membranas se eliminan todas las sustancias que tienen un tamaño superior a 0,5-1 micras:

El grado de eliminación total depende del diámetro de los poros y del tamaño real de, por ejemplo, las bacterias. Entonces, si la bacteria es larga, pero delgada, se arrastrará fácilmente a través de los poros de la membrana de microfiltración. Una bacteria esférica más gruesa permanecerá en la superficie del "tamiz".

La microfiltración más utilizada en la industria alimentaria(para desnatar leche, concentrar jugos) y En medicina(para la preparación primaria de materias primas medicinales). También se utiliza la microfiltración. en el tratamiento de agua potable industrial- principalmente en los países occidentales (por ejemplo, en París). Aunque hay rumores de que una de las plantas de tratamiento de agua en Moscú también utiliza tecnología de microfiltración. Tal vez sea cierto 🙂

Pero también existen filtros domésticos basados ​​en microfiltración.

El ejemplo más común es seguir las membranas de microfiltración. Pista de la palabra "pista", es decir, un rastro, y este nombre está asociado a cómo se fabrican las membranas de este tipo. El procedimiento es muy simple:

1. La película de polímero es bombardeada por partículas que, debido a su propia alta energía, queman rastros en la película, depresiones de aproximadamente el mismo tamaño, ya que las partículas que bombardean la superficie tienen el mismo tamaño.
2. Luego, esta película de polímero se graba en una solución, por ejemplo, de un ácido, de modo que las marcas de impacto de las partículas se vuelven transparentes.
3. Bueno, entonces un procedimiento simple para secar y fijar la película de polímero en el sustrato, y eso es todo, ¡la membrana de microfiltración de pista está lista!

Como resultado, estas membranas presentan un diámetro de poro fijo y una baja porosidad en comparación con otros sistemas de purificación de agua por membrana. Y la conclusión: en estas membranas, solo se eliminarán partículas por debajo de un cierto tamaño.

También hay una versión más sofisticada de membranas de microfiltración domésticas: membranas de microfiltración recubiertas con Carbón activado . Es decir, los pasos enumerados anteriormente incluyen un paso más: aplicar una capa delgada de. Estas membranas eliminan no solo bacterias e impurezas mecánicas, sino también

• oler,
• materia orgánica,
• etc.

Hay que tener en cuenta que para las membranas de microfiltración hay un peligro. Así, las bacterias que no atravesaron la membrana, empezar a vivir en esta membrana y problema productos de su vida en agua purificada. es decir, hay envenenamiento secundario por agua. Para evitar esto, siga las instrucciones del fabricante para desinfectar regularmente las membranas.

El segundo peligro es que las bacterias comenzarán a comer estas membranas por su cuenta. Y les harán enormes agujeros, que dejarán entrar aquellas sustancias que la membrana debería retener. Para evitar que esto suceda, debe comprar filtros basados ​​en una sustancia resistente a las bacterias (por ejemplo, membranas de microfiltración de cerámica) o estar preparado para el reemplazo frecuente de las membranas de microfiltración.

La frecuente sustitución de las membranas de microfiltración también se ve favorecida por el hecho de que no equipado con mecanismo de lavado. Y los poros de la membrana simplemente están obstruidos con suciedad. Las membranas fallan.

En principio, todo lo relacionado con la microfiltración. La microfiltración es un método de purificación de agua de bastante alta calidad. Sin embargo,

El verdadero propósito de la microfiltración no es la preparación de agua para beber (debido al riesgo de contaminación bacteriana), sino la preparación preliminar del agua antes de las siguientes etapas.

La etapa de microfiltración elimina la mayor parte de la carga de las etapas posteriores del tratamiento del agua.

Basado en materiales Cómo elegir un filtro de agua: http://voda.blox.ua/2008/07/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-22.html

Las moléculas tienen tamaños y formas variadas. Para mayor claridad, representaremos una molécula en forma de bola, imaginando que está cubierta por una superficie esférica, dentro de la cual se encuentran las capas de electrones de sus átomos (Fig. 4, a). Según los conceptos modernos, las moléculas no tienen un diámetro definido geométricamente. Por lo tanto, se acordó tomar la distancia entre los centros de dos moléculas (Fig. 4b) como el diámetro d de una molécula, tan cerca que las fuerzas de atracción entre ellas se equilibren con las fuerzas de repulsión.

Del curso de química "se sabe que un kilogramo-molécula (kilomol) de cualquier sustancia, independientemente de su estado de agregación, contiene el mismo número de moléculas, llamado número de Avogadro, a saber N A \u003d 6.02 * 10 26 moléculas.

Ahora vamos a estimar el diámetro de una molécula, por ejemplo el agua. Para ello, dividimos el volumen de un kilomol de agua por el número de Avogadro. Un kilomol de agua tiene una masa 18 kilos Suponiendo que las moléculas de agua están ubicadas cerca unas de otras y su densidad 1000 kg / m 3, podemos decir eso 1 kmol el agua ocupa un volumen V \u003d 0.018 m 3. Volumen por molécula de agua

Tomando la molécula como una bola y usando la fórmula del volumen de la bola, calculamos el diámetro aproximado, de lo contrario, el tamaño lineal de la molécula de agua:

Diámetro de la molécula de cobre 2,25*10 -10 m. Los diámetros de las moléculas de gas son del mismo orden. Por ejemplo, el diámetro de una molécula de hidrógeno 2,47 * 10 -10 m, dióxido de carbono - 3,32*10 -10 m. Entonces la molécula tiene un diámetro del orden 10 -10 m. en longitud 1cm 100 millones de moléculas se pueden ubicar cerca.

Estimemos la masa de una molécula, por ejemplo azúcar (C 12 H 22 O 11). Para hacer esto, necesitas una masa de kilomoles de azúcar. (μ = 342,31 kg/kmol) dividido por el número de Avogadro, es decir, por el número de moléculas en

institución educativa municipal

"Escuela secundaria básica No. 10"

Determinación del diámetro de las moléculas.

Trabajo de laboratorio

Artista: Masaev Evgeniy

7mo grado "A"

Jefe: Reznik A.V.

Distrito Guryevsky

Introducción

En eso año académico Empecé a estudiar física. Aprendí que los cuerpos que nos rodean están formados por partículas diminutas, moléculas. Me preguntaba cuál es el tamaño de las moléculas. Debido a su tamaño muy pequeño, las moléculas no se pueden ver a simple vista o con un microscopio ordinario. Leí que las moléculas solo se pueden ver con un microscopio electrónico. Los científicos han demostrado que las moléculas de diferentes sustancias difieren entre sí y que las moléculas de la misma sustancia son las mismas. Quería medir el diámetro de una molécula en la práctica. Pero, desafortunadamente, el plan de estudios escolar no contempla el estudio de problemas de este tipo, y resultó ser una tarea difícil considerarlo solo y tuve que estudiar la literatura sobre métodos para determinar el diámetro de las moléculas.

Capítulo yo . moléculas

1.1 De la teoría de la pregunta

Una molécula en el sentido moderno es la partícula más pequeña de una sustancia que tiene todas sus propiedades químicas. La molécula es capaz de existencia independiente. Puede constar de átomos idénticos, por ejemplo, oxígeno O 2, ozono O 3, nitrógeno N 2, fósforo P 4, azufre S 6, etc., y de diferentes átomos: esto incluye las moléculas de todas las sustancias complejas. Las moléculas más simples consisten en un átomo: estas son moléculas de gases inertes: helio, neón, argón, criptón, xenón, radón. En los llamados compuestos y polímeros macromoleculares, cada molécula puede constar de cientos de miles de átomos.

La prueba experimental de la existencia de las moléculas fue la primera dada de manera más convincente por el físico francés J. Perrin en 1906 cuando estudiaba movimiento browniano. Como demostró Perrin, es el resultado del movimiento térmico de las moléculas, y nada más.

La esencia de una molécula también se puede describir desde otro punto de vista: una molécula es un sistema estable formado por núcleos atómicos (idénticos o diferentes) y electrones circundantes, y Propiedades químicas Las moléculas están determinadas por los electrones de la capa exterior de los átomos. Los átomos se combinan en moléculas en la mayoría de los casos. enlaces químicos. Por lo general, dicho enlace es creado por uno, dos o tres pares de electrones compartidos por dos átomos.

Los átomos en las moléculas están conectados entre sí en cierta secuencia y distribuidos en el espacio de cierta manera. Los enlaces entre los átomos tienen diferentes fuerzas; se estima por la cantidad de energía que debe gastarse para romper los enlaces interatómicos.

Las moléculas se caracterizan por un cierto tamaño y forma. Diferentes caminos se determinó que 1 cm 3 de cualquier gas en condiciones normales contiene alrededor de 2,7x10 19 moléculas.

Para comprender cuán grande es este número, podemos imaginar que la molécula es un "ladrillo". Entonces, si tomamos el número de ladrillos igual al número de moléculas en 1 cm 3 de gas en condiciones normales, y colocamos firmemente la superficie de todo el globo con ellos, entonces cubrirían la superficie con una capa de 120 m de altura, que es casi 4 veces más alto que la altura de un edificio de 10 pisos. Un gran número de moléculas por unidad de volumen indica un tamaño muy pequeño de las propias moléculas. Por ejemplo, la masa de una molécula de agua es m=29,9 x 10 -27 kg. En consecuencia, el tamaño de las moléculas también es pequeño. Se considera que el diámetro de una molécula es la distancia mínima a la que las fuerzas de repulsión les permiten acercarse entre sí. Sin embargo, el concepto del tamaño de una molécula es condicional, ya que a distancias moleculares no siempre se justifican las ideas de la física clásica. El tamaño medio de las moléculas es de unos 10-10 m.

Una molécula como sistema que consiste en electrones y núcleos que interactúan puede estar en diferentes estados y pasar de un estado a otro forzadamente (bajo la influencia de influencias externas) o espontáneamente. Para todas las moléculas de este tipo, es característico un cierto conjunto de estados, que pueden servir para identificar moléculas. Como formación independiente, una molécula tiene en cada estado un cierto conjunto propiedades físicas, estas propiedades se conservan hasta cierto punto durante la transición de las moléculas a la sustancia que las compone y determinan las propiedades de esta sustancia. Durante las transformaciones químicas, las moléculas de una sustancia intercambian átomos con moléculas de otra sustancia, se descomponen en moléculas con un número menor de átomos y también entran en reacciones químicas otros tipos. Por tanto, la química estudia las sustancias y sus transformaciones en estrecha relación con la estructura y el estado de las moléculas.

Una molécula se suele denominar partícula eléctricamente neutra. En la materia, los iones positivos siempre coexisten con los negativos.

Según el número de núcleos atómicos incluidos en la molécula se distinguen moléculas diatómicas, triatómicas, etc. Si el número de átomos en una molécula excede cientos y miles, la molécula se llama macromolécula. La suma de las masas de todos los átomos que componen la molécula se considera como peso molecular. Según el peso molecular, todas las sustancias se dividen condicionalmente en bajo y alto peso molecular.

1.2 Métodos para medir el diámetro de las moléculas.

En física molecular, los principales "actores" son las moléculas, partículas inimaginablemente pequeñas que componen todas las sustancias del mundo. Está claro que para el estudio de muchos fenómenos es importante saber qué son, moléculas. En particular, cuáles son sus tamaños.

Cuando se habla de moléculas, por lo general se piensa en ellas como bolas pequeñas, elásticas y duras. Por lo tanto, conocer el tamaño de las moléculas significa conocer su radio.

A pesar de la pequeñez tamaños moleculares, los físicos han podido desarrollar muchas formas de determinarlos. Física 7 habla de dos de ellos. Se aprovecha la propiedad de algunos (muy pocos) líquidos de extenderse en forma de película de una molécula de espesor. En otro, el tamaño de las partículas se determina mediante un dispositivo complejo: un proyector de iones.

La estructura de las moléculas se estudia mediante varios métodos experimentales. La difracción de electrones, la difracción de neutrones y el análisis estructural de rayos X proporcionan información directa sobre la estructura de las moléculas. La difracción de electrones, un método que investiga la dispersión de electrones por un haz de moléculas en fase gaseosa, permite calcular los parámetros de la configuración geométrica de moléculas relativamente simples y aisladas. La difracción de neutrones y el análisis estructural de rayos X se limitan al análisis de la estructura de moléculas o fragmentos ordenados individuales en la fase condensada. Los estudios de rayos X, además de la información indicada, permiten obtener datos cuantitativos sobre la distribución espacial de la densidad electrónica en las moléculas.

Los métodos espectroscópicos se basan en la individualidad de los espectros de los compuestos químicos, lo que se debe al conjunto de estados característicos de cada molécula y los correspondientes niveles de energía. Estos métodos permiten realizar análisis espectrales cualitativos y cuantitativos de sustancias.

Los espectros de absorción o emisión en la región de microondas del espectro permiten estudiar las transiciones entre estados de rotación, determinar los momentos de inercia de las moléculas y, sobre esta base, las longitudes de enlace, los ángulos de enlace y otros parámetros geométricos de las moléculas. La espectroscopia infrarroja, por regla general, investiga las transiciones entre los estados vibracional-rotacional y se usa ampliamente con fines analíticos espectrales, ya que muchas frecuencias vibratorias de ciertos fragmentos estructurales de moléculas son características y cambian poco al pasar de una molécula a otra. Al mismo tiempo, la espectroscopia infrarroja también permite juzgar la configuración geométrica de equilibrio. Los espectros de moléculas en los rangos de frecuencia óptica y ultravioleta están asociados principalmente con transiciones entre estados electrónicos. El resultado de su investigación son datos sobre las características de las superficies potenciales para varios estados y los valores de las constantes moleculares que determinan estas superficies potenciales, así como la vida útil de las moléculas en estados excitados y las probabilidades de transiciones de un estado a otro. .

Sobre los detalles de la estructura electrónica de las moléculas, los espectros de electrones de foto y rayos X, así como los espectros de Auger, proporcionan información única que permite evaluar el tipo de simetría de los orbitales moleculares y las características de la distribución de densidad de electrones. . La espectroscopia láser (en varios rangos de frecuencia), que se distingue por una selectividad de excitación excepcionalmente alta, ha abierto amplias posibilidades para estudiar estados individuales de moléculas. La espectroscopia láser pulsada permite analizar la estructura de moléculas de vida corta y su transformación en un campo electromagnético.

El estudio de su comportamiento en campos eléctricos y magnéticos externos proporciona una variedad de información sobre la estructura y las propiedades de las moléculas.

Existe, sin embargo, una forma muy sencilla, aunque no la más precisa, de calcular los radios de las moléculas (o de los átomos), y se basa en que las moléculas de una sustancia, cuando se encuentra en estado sólido o líquido, pueden considerarse estrechamente adyacentes entre sí. En este caso, para una estimación aproximada, podemos suponer que el volumen V algo de masa metro sustancia es simplemente igual a la suma de los volúmenes de las moléculas contenidas en ella. Entonces obtenemos el volumen de una molécula dividiendo el volumen V por número de moléculas norte .

El número de moléculas en un cuerpo de masa. metro tan bien conocido

, dónde METRO- masa molar de la sustancia norte A es el número de Avogadro. De ahí el volumen V 0 de una molécula se determina a partir de la igualdad .

Esta expresión incluye la relación entre el volumen de una sustancia y su masa. La relación opuesta

es la densidad de la materia, entonces

CAPÍTULO 4. CLASE DE INFORMACIÓN INICIAL SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA SUSTANCIA

Resolver problemas sobre este tema debería ayudar a los estudiantes a formar los conceptos iniciales de estructura molecular sustancias

En las tareas es necesario considerar, en primer lugar, tales hechos, explicación científica lo que inevitablemente conduce a la idea de que los cuerpos están formados por partículas diminutas: moléculas.

A continuación, se deben resolver una serie de problemas que den el concepto del tamaño de las moléculas, así como sus propiedades, movimiento e interacción. Debido a la preparación matemática insuficiente de los estudiantes, la mayoría de las tareas deben ser de alta calidad.

También se debe prestar una atención considerable a los problemas experimentales. Los estudiantes pueden realizar tareas experimentales simples en casa.

La información obtenida sobre la estructura molecular de las sustancias se utiliza luego para explicar la diferencia entre los estados sólido, líquido y gaseoso de la materia.

1. La existencia de moléculas. Tamaños de moléculas

Es útil aclarar y profundizar el concepto inicial de moléculas y sus tamaños con la ayuda de tareas en las que se dan fotografías de moléculas obtenidas con un microscopio electrónico.

Resolver problemas que muestren la estructura compleja de las moléculas es opcional. Pero en un plan introductorio, especialmente en clases con un alto rendimiento académico, se pueden considerar 2 o 3 tareas que muestren que las moléculas de sustancias complejas consisten en partículas más pequeñas: átomos.

Junto con los problemas cualitativos, es posible dar tareas para los cálculos simples de los tamaños absolutos y relativos de las moléculas.

43. La figura 11 muestra una fotografía de una partícula cuerpo solido obtenido con un microscopio electrónico. Cual

Arroz. 11. (ver escaneo)

¿Qué conclusión se puede sacar sobre la base de esta fotografía sobre la estructura de un cuerpo sólido? Usando la escala indicada en la fotografía, determine el tamaño de una partícula: una molécula.

Solución. Se llama la atención sobre el hecho de que todas las moléculas son iguales, están dispuestas en un cuerpo sólido en un cierto orden y tienen un empaquetamiento tan denso que solo quedan pequeños espacios entre ellas.

Para determinar el diámetro de las moléculas, su número (50) se cuenta a una distancia específica de 0,00017 cm y, al calcular, encuentran que el diámetro de la molécula es de aproximadamente 0,000003 cm.

Debe decirles a los estudiantes que se trata de una molécula gigante. Una molécula de agua, por ejemplo, tiene un diámetro unas cien veces menor.

44. Un microscopio óptico permite distinguir objetos de aproximadamente 0,00003 cm de tamaño.¿Es posible ver en un microscopio de este tipo una gota de agua, a lo largo de cuyo diámetro caben cien, mil, un millón de moléculas? El diámetro de una molécula de agua es aproximadamente

Por lo tanto, en un microscopio óptico, solo se puede ver una gota de agua de este tipo, cuyo diámetro es al menos 1000 veces mayor que el diámetro de una molécula de agua. Las moléculas de agua en sí mismas no se pueden ver con un microscopio óptico.

45. El número de moléculas en el aire a presión normal y 0°C es . Suponiendo que el diámetro de una molécula de gas es de aproximadamente 0,00000003 cm, calcule el largo que tendrían las "cuentas" si todas estas moléculas pudieran ensartar firmemente en un hilo invisible.

Responder. 8 millones de km.

46(e). Sumerja dos tubos de ensayo boca abajo en el agua y coloque en ellos cables pelados unidos a los polos de la batería.Observe las burbujas de gas y examine su composición con la ayuda de una astilla incandescente. ¿De dónde vienen los gases?

Solución. Por la brillante quema de una astilla en un tubo de ensayo y un destello en otro, se concluye que había oxígeno en un tubo de ensayo e hidrógeno en el otro.

Explican que los gases aparecieron durante la descomposición de una molécula de agua. En consecuencia, las propiedades de la molécula cuando se divide en partes más pequeñas no se conservan. Se les puede decir a los estudiantes que el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno también cuando el vapor de agua se calienta a una temperatura muy alta.