+7 (351)
236-52-18,
794-56-98

Единицы измерения величин

Единицы измерения величин стандартизованы в Международной системе единиц измерения величин (СИ). Стандарты СИ признаны международным сообществом (Международная организация стандартизации – ИСО). Россия – член ИСО, а русский язык – один из трех официальных языков этого объединения (также английский и французский).

СИ может быть также названа системой МКСА (метр, килограмм, секунда, ампер).

В российской и зарубежной технической, коммерческой литературе и документации (в частности, англоязычной) продолжают использовать устаревшие и внесистемные единицы измерения. Те из них, которые имеют хотя бы небольшое отношение к водоподготовке, приведены ниже с переводом в единицы СИ.

В случаях очистки воды и водоподготовки также применяются стандартизированные единицы измерения, позволяющие на основании проведенного анализа воды, делать качественные и понятные заключения, оценивать ее жесткость и щелочность, уровень содержания железа, мутность и другие показатели качества воды, а также подбирать оборудование для ее очистки.

П.1.1. Температура

Способ задания значений температуры – температурная шкала. Известно несколько температурных шкал.

Шкала Кельвина (по имени английского физика У. Томсона, лорда Кельвина).

Обозначение единицы: К (не «градус Кельвина» и не °К).

1 К = 1/273,16 – часть термодинамической температуры тройной точки воды, соответствующей термодинамическому равновесию системы, состоящей изо льда, воды и пара.

Шкала Цельсия (по имени шведского астронома и физика А. Цельсия).

В этой шкале температура таяния льда при нормальном давлении принята равной 0°С, температура кипения воды – 100°С.

Шкалы Кельвина и Цельсия связаны уравнением:
t ( °C) = Т (К) – 273,15.

Шкала Фаренгейта (Д. Г. Фаренгейт – немецкий физик).

Обозначение единицы: °F. Применяется широко, в частности, в США.

Шкала Фаренгейта и шкала Цельсия связаны: t (°F) = 1,8 · t (°C) + 32°C.

По абсолютному значению 1 (°F) = 1 (°C). Шкала Реомюра (по имени французского физи- ка Р.А. Реомюра).

Обозначение: °R и °r. Эта шкала почти вышла из употребления.

Соотношение с градусом Цельсия:

t (°R) = 0,8 · t (°C).

Шкала Рэнкина (Ранкина) – по имени шотландского инженера и физика У. Дж. Ранкина.

Обозначение такое же, как и для градуса Рео-мюра: °R (иногда: °Rank) .

Шкала также применяется в США. Температура по шкале Рэнкина соотносится с температурой по шкале Кельвина:

t (°R) = 9/5 · Т (К).

Связь значений температурных показателей по разным шкалам представлена в табл. П.1.1

П.1.2. Длина

Единица измерения в СИ – метр (м).

Кратные и дольные единицы рекомендуемые: км, см, мм, мкм; единица допускаемая: дм; 1 дм = 0,1 м.

Внесистемная единица: Ангстрем (Å). 1Å = 1·10-10 м.

Дюйм (от голл. duim – большой палец); inch; in; ́ ́; 1 ́ = 25,4 мм.

Хэнд (англ. hand – рука); 1 hand = 101,6 мм. Линк (англ. link – звено); 1 li = 201,168 мм.

Спэн (англ. span – пролет, размах); 1 span = 228,6 мм.

Фут (англ. foot – нога, fееt – футы); 1 ft = 304,8 мм. Ярд (англ. yard – двор, загон); 1 yd = 914,4 мм. Фатом, фэсом (англ. fathom – мера длины (= 6 ft), или мера объема древесины (= 216 ft3), или горная мера площади (= 36 ft2), или морская сажень (Ft)); fath или fth, или Ft, или ƒfm; 1 Ft = 1,8288 м.

Чейн (англ. chain – цепь); 1 ch = 66 ft = 22 yd = = 20,117 м.

Фарлонг (англ. furlong) – 1 fur = 220 yd = 1/8 мили. Миля (англ. mile; международная).

1 ml (mi, MI) = 5280 ft = 1760 yd = 1609,344 м.

П.1.3. Площадь

Единица измерения в СИ – м2.

Кратные и дольные единицы рекомендуемые: км2, см2, мм2; единица допускаемая: гектар (га); 1 га = 104 м2.

Квадратный фут; 1 ft2 (также sq ft) = 929,03 см2. Квадратный дюйм; 1 in2(sq in) = 645,16мм2. Квадратный фатом (фэсом); 1 fath2 (ft2; Ft2; sq Ft) = 3,34451 м2.

Квадратный ярд; 1 yd2 (sq yd)= 0,836127 м2. Sq (square) – квадратный.

П.1.4. Объем, вместимость

Единица измерения в СИ – м3.

Дольные единицы рекомендуемые: см3, мм3; единицы допускаемые: дм3, л ; 1 л = 1 дм3= 10-3 м3.

Кубический фут; 1 ft3 (также cu ft) = 28,3169 дм3.

Кубический фатом; 1 fath3 (fth3; Ft3; cu Ft) = = 6,11644 м3.

Кубический ярд; 1 yd3 (cu yd) = 0,764555 м3. Кубический дюйм; 1 in3 (cu in) = 16,3871 см3. Бушель (Великобритания); 1 bu (uk, также UK) = 36,3687 дм3.

Бушель (США); 1 bu (us, также US) = 35,2391 дм3. Галлон (Великобритания); 1 gal (uk, также UK) = 4,54609 дм3.

Галлон жидкостный (США); 1 gal (us, также US) = 3,78541дм3.

Галлон сухой (США); 1 gal dry (us, также US) = 4,40488 дм3.

Джилл (gill); 1 gi = 0,12 л (США), 0,14 л (Великобритания).

Баррель (США); 1bbl = 0,16 м3.

UK – United Kingdom – Соединенное Королевство (Великобритания);
US – United Stats (США).

П.1.5. Масса

Единица измерения в СИ – кг.

Дольные единицы рекомендуемые: г, мг, мкг; единица допускаемая: тонна (т), 1т = 1000 кг.

Фунт (торговый) (англ. libra, pound – взвешивание, фунт); 1 lb = 453,592 г; lbs – фунты. В системе старых русских мер 1 фунт = 409,512 г.

Гран (англ. grain – зерно, крупина, дробина); 1 gr = 64,799 мг.

Стоун (англ. stone – камень); 1 st = 14 lb = 6,350 кг.

П.1.6. Плотность (в т.ч. насыпная)

Единица измерения в СИ – кг/м3.

Дольные единицы рекомендуемые: г/м3, г/см3; единицы допускаемые: т/м3, кг/дм3 (кг/л);

1 т/м3= 1000 кг/м3; 1 кг/дм3= 10-3 кг/м3. Фунт/фут3; 1 lb / ft3 = 16,0185 кг/м3.

П.1.7. Линейная плотность

Единица измерения в СИ – кг/м.

Фунт/фут; 1 lb / ft = 1,48816 кг/м.

Фунт/ярд; 1 lb / yd = 0,496055 кг/м.

П.1.8. Поверхностная плотность

Единица измерения в СИ – кг/м2.

Фунт/фут2; 1 lb / ft2 (также lb / sq ft – pound per square foot) = 4,88249 кг/м2.

Фунт/ярд2; 1 lb / yd2 (также lb / sq in – pound per square inch) = 0,542492 кг/м2.

П.1.9. Удельный объем

Единица измерения в СИ – м3/кг. Фут3/фунт; 1 ft3 / lb = 62,428 дм3/кг.

П.1.10. Скорость (линейная)

Единица измерения в СИ – м/с. Фут/ч; 1 ft / h = 0,3048 м/ч. Фут/с; 1 ft / s = 0,3048 м/с.

П.1.11. Ускорение

Единица измерения в СИ – м/с2. Фут/с2; 1 ft / s2 = 0,3048 м/с2.

П.1.12. Массовый расход

Единица измерения в СИ – кг/с. Фунт/ч; 1 lb / h = 0,453592 кг/ч. Фунт/с; 1 lb / s = 0,453592 кг/с.

П.1.13. Объемный расход

Единица измерения в СИ – м3/с.

Фут3/мин; 1 ft3/ min = 28,3168 дм3/мин.

Ярд3/мин; 1 yd3/ min = 0,764555 дм3/мин.

Галлон/мин; 1 gal/ min (также GPM – gallon per min) = 3,78541 дм3/мин.

П.1.14. Сила, вес

Единица измерения в СИ – Н.

Фунт-сила; 1 lbf – 4,44822 Н. (Аналог названия единицы измерения: килограмм-сила, кгс. 1 кгс = = 9,80665 · Н (точно). 1 lbf = 0,453592 (кг) · 9,80665 Н = 4,44822 Н · 1Н=1 кг · м/с2

Паундаль (англ.: poundal); 1 pdl = 0,138255 Н.

Паундаль – сила, сообщающая массе в один фунт ускорение в 1 фут/с2, lb · ft/ с2.

П.1.15. Удельный вес

Единица измерения в СИ – Н/м3.

Фунт-сила/фут3; 1 lbf/ft3 = 157,087 Н/м3.

Паундаль/фут3; 1 pdl/ ft3 = 4,87985 Н/м3.

П.1.16. Давление

Единица измерения в СИ – Па, кратные единицы: МПа, кПа. Cпециалисты в своей работе продолжают применять устаревшие, отмененные или ранее факультативно допускаемые единицы измерения давления: кгс/см2; бар; атм. (физическая атмосфера); ат (техническая атмосфера); ата; ати; м вод. ст.; мм рт. ст; торр.

Используются понятия: «абсолютное давление», «избыточное давление».

Встречаются ошибки при переводе некоторых единиц измерения давления в Па и в его кратные единицы. Нужно учитывать, что 1 кгс/см2 равен 98066,5 Па (точно), то есть для небольших (примерно до 14 кгс/см2) давлений с достаточной для работы точностью можно принять:

1 Па = 1 кг/(м · с2) = 1 Н/м2.

1 кгс/см2 ≈ 105 Па = 0,1 МПа.

Но уже при средних и высоких давлениях: 24 кгс/см2 ≈ 23,5 · 105 Па = 2,35 МПа; 40 кгс/см2 ≈ 39 · 105 Па = 3,9 МПа; 100 кгс/см2 ≈ 98 · 105 Па = 9,8 МПа и т.д.

Соотношения:

1 атм (физическая) ≈ 101325 Па ≈ 1,013 · 105 Па ≈ ≈ 0,1 МПа.

1 ат (техническая) = 1 кгс/см2 = 980066,5 Па ≈ ≈ 105 Па ≈ 0,09806 МПа ≈ 0,1 МПа.

0,1 МПа ≈ 760 мм рт. ст. ≈ 10 м вод. ст. ≈ 1 бар. 1 Торр (тор, tor) = 1 мм рт. ст.

Фунт-сила/дюйм2; 1 lbf/ in2 = 6,89476 кПа (см. ниже: PSI).

Фунт-сила/фут2; 1 lbf/ft2 = 47,8803 Па. Фунт-сила/ярд2; 1 lbf/ yd2 = 5,32003 Па.

Паундаль/фут2; 1 pdl/ ft2 = 1,48816 Па.

Фут водяного столба; 1 ft Н2О = 2,98907 кПа.

Дюйм водяного столба; 1 in Н2О = 249,089 Па.

Дюйм ртутного столба; 1 in Hg = 3,38639 кПа.

PSI (также psi) – pounds (P) per square (S) inch

(I) – фунты на квадратный дюйм; 1 PSI = 1 lbƒ/in2 = = 6,89476 кПа.

Иногда в литературе встречается обозначение единицы измерения давления lb/in2 – в этой единице учтено не lbƒ (фунт-сила), а lb (фунт-масса). Поэтому в численном выражении

1 lb/ in2 несколько отличается от 1 lbf/ in2, так как при определении 1 lbƒ учтено: g = 9,80665 м/с2 (на широте Лондона).

1 lb/in2 = 0,454592 кг/(2,54 см)2 = 0,07046 кг/см2 = 7,046 кПа. Расчет 1 lbƒ – см. выше.

1 lbf/in2 = 4,44822 Н/(2,54 см)2 = 4,44822 кг · м/ (2,54 · 0,01 м)2 · с2 = 6894,754 кг/ (м · с2) = 6894,754 Па ≈ 6,895 кПа.

Для практических расчетов можно принять: 1 lbf/in2 ≈ 1 lb/in2 ≈ 7 кПа. Но, по сути, равенство неправомерно, как и 1 lbƒ = 1 lb, 1 кгс = 1 кг.

PSIg (psig) – то же, что PSI, но указывает избыточное давление; PSIa (psia) – то же, что PSI, но акцентирует: давление абсолютное;

а – absolute, g – gauge (мера, размер).

П.1.17. Напор воды

Единица измерения в СИ – м.

Напор в футах (feet-head); 1 ft hd = 0,3048 м.

П.1.18. Удельный объемный расход

GPM/(sq·ft) – gallon (G) per (P) minute (M)/(square (sq) · foot (ft)) – галлон в минуту на квадратный фут; 1GPM/(sq·ft)=2445л/(м2·ч)·1л/(м2·ч)=10-3 м/ч.

gpd – gallons per day – галлоны в день (сут); 1 gpd = 0,1577 дм3/ч.

gpm – gallons per minute – галлоны в минуту; 1 gpm = 0,0026 дм3/мин.

gps – gallons per second – галлоны в секунду; 1 gps = 438 · 10-6 дм3/с.

П.1.19. Потери давления во время фильтрования

PSI/ft – pounds (P) per square (S) inch (I)/foot (ft) – фунты на квадратный дюйм/фут;

1 PSI/ft = 22,62 кПа на 1 м фильтрующего слоя.

П.1.20. Расход сорбата (например, Cl2) при фильтровании через слой сорбента (например активного угля)

Gals/cu ft (gal/ft3) – gallons/cubic foot (галлоны на кубический фут);

1 Gals/cu ft = 0,13365 дм3 на 1 дм3 сорбента.

П.1.21. Работа, энергия, количество теплоты

Единица измерения в СИ – Джоуль (по имени английского физика Дж. П. Джоуля).

1 Дж – механическая работа силы 1 Н при перемещении тела на расстояние 1 м.

Ньютон (Н) – единица силы и веса в СИ; 1 Н равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м2/с в направлении действия силы.

1 Дж = 1 Н · м.

В теплотехнике продолжают применять отмененную единицу измерения количества теплоты – калорию (кал, cal).

1 Дж (J) = 0,23885 кал.

1 кДж = 0,2388 ккал.

1 lbf · ft (фунт-сила-фут) = 1,35582 Дж.

1 pdl · ft (паундаль-фут) = 42,1401 мДж.

1 Btu (британская единица теплоты) = 1,05506 кДж (1 кДж = 0,2388 ккал).

1 Therm (терма – британская большая калория) = = 1 · 10-5 Btu.

П.1.22. Мощность, тепловой поток

Единица измерения в СИ – Ватт (Вт) – по имени английского изобретателя Дж. Уатта – механическая мощность, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж, или тепловой поток, эквивалентный механической мощности в 1 Вт.

1 Вт (W) = 1 Дж/с = 0,859985 ккал/ч (kcal / h).

1 lbf · ft / s (фунт-сила-фут/с) = 1,33582 Вт.

1 lbf · ft / min (фунт-сила-фут/мин) = 22,597 мВт.

1 lbf · ft / h (фунт-сила-фут/ч) = 376,616 мкВт.

1 pdl · ft / s (паундаль-фут/с) = 42,1401 мВт

1 hp (лошадиная сила британская / с) = 745,7 Вт. 1 Btu/s (британская единица теплоты / с) = = 1055,06 Вт.

1 Btu/h (британская единица теплоты / ч) = = 0,293067 Вт.

П.1.23. Поверхностная плотность теплового потока

Единица измерения в СИ – Вт/м2.

1 Вт/м2 (W/м2) = 0,859985 ккал /(м2 · ч) (kcal /(m2 · h)).

1 Btu/(ft2 · ч) = 2,69 ккал/(м2 · ч) = 3,1546 кВт/м2.

П.1.24. Вязкость

Динамическая вязкость (коэффициент вязкости), η.

Единица измерения в СИ – Па · с.

1 Па · с = 1 Н · с/м2; внесистемная единица – пуаз (П). 1 П = 1 дин · с/м2 = 0,1 Па·с.

Дина (dyn) – (от греч. dynamic – сила). 1 дин = = 10-5 Н = 1 г · см/с2 = 1,02 · 10-6 кгс.

1 lbf · h / ft2 (фунт-сила-ч/фут2) = 172,369 кПа · с.

1 lbf · s / ft2 (фунт-сила-с/фут2) = 47,8803 Па · с. 1 pdl · s / ft2 (паундаль-с/фут2) = 1,48816 Па · с. 1 slug /(ft · s) (слаг/(фут · с)) = 47,8803 Па · с. Slug

(слаг) – техническая единица массы в английской системе мер.

Кинематическая вязкость, ν. СИ – м2/с;

Единица см2/с называется «Стокс» (по имени английского физика и математика Дж. Г. Стокса). Кинематическая и динамическая вязкости связаны равенством:

ν = η / ρ, где ρ – плотность, г/см3. 1 м2/с = Стокс / 104.

1 ft2 / h (фут2/ч) = 25,8064 мм2/с. 1 ft2 / s (фут2/с) = 929,030 см2/с.

П.1.25. Напряженность магнитного поля

Единица напряженности в СИ – А/м (Ампер/метр).

Ампер (А) – фамилия французского физика А.М. Ампера. Ранее применялась единица Эрстед (Э) – по имени датского физика Х.К. Эрстеда.

1 А/м (A/m, At/m) = 0,0125663 Э (Ое).

П.1.26. Твердость

Сопротивление раздавливанию и истиранию минеральных фильтрующих материалов и вообще всех минералов и горных пород косвенно определяют по шкале Мооса (Ф. Моос – немецкий минералог). В этой шкале числами в возрастающем порядке обозначают минералы, расположенные таким образом, чтобы каждый последующий был способен оставлять царапину на предыдущем. Крайние вещества в шкале Мооса: тальк (единица твердости – 1, самый мягкий) и алмаз (10, самый твердый).

Твердость 1–2,5 (чертятся ногтем): волсконкоит, вермикулит, галит, гипс, глауконит, графит, глинистые материалы, пиролюзит, тальк и др.

Твердость > 2,5–4,5 (не чертятся ногтем, но чертятся стеклом): ангидрит, арагонит, барит, глауконит, доломит, кальцит, магнезит, мусковит, сидерит, халькопирит, шабазит и др.

Твердость > 4,5–5,5 (не чертятся стеклом, но чертятся стальным ножом): апатит, вернадит, нефелин, пиролюзит, шабазит и др.

Твердость > 5,5–7,0 (не чертятся стальным ножом, но чертятся кварцем): вернадит, гранат, ильменит, магнетит, пирит, полевые шпаты и др.

Твердость > 7,0 (не чертятся кварцем): алмаз, гранаты, корунд и др.

Твердость минералов и горных пород можно определять также по шкале Кнупа (А. Кнуп – немецкий минералог). В этой шкале значения определяются по размеру отпечатка, оставляемого на минерале при вдавливании в его образец алмазной пирамиды под определенной нагрузкой.

Цит. по: Единицы измерений и соотношения между ними. С англ. М.: ООО «Изд-во АСТ»; ООО «Изд-во Астрель», 2004. – 255 с.

П.1.27. Радиоактивность элементов

Единица измерения в СИ – Бк (Беккерель, названный в честь французского физика А.А. Беккереля).

Бк (Bq) – единица активности нуклида в радиоактивном источнике (активность изотопа). 1 Бк равен активности нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.

Концентрация радиоактивности: Бк/м3 или Бк/л.

Активность – это число радиоактивных распадов в единицу времени. Активность, приходящаяся на единицу массы, называется удельной.

Кюри (Ku, Ci, Cu) – единица активности нуклида в радиоактивном источнике (активности изотопа). 1 Ku – это активность изотопа, в котором за 1 с происходит 3,7000 · 1010 актов распада.

1 Ku = 3,7000 · 1010 Бк.

Резерфорд (Рд, Rd) – устаревшая единица активности нуклидов (изотопов) в радиоактивных источниках, названная в честь английского физика Э. Резерфорда. 1 Рд = 1 · 106 Бк = 1/37000 Ки.

П.1.28. Доза излучения

энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым веществом и рассчитанная на единицу его массы (поглощенная доза). Доза накапливается со временем облучения. Мощность дозы ≡ Доза/время.

Единица поглощенной дозы в СИ – Грэй (Гр, Gy).

Внесистемная единица – Рад (rad), соответствующая энергии излучения в 100 эрг, поглощенной веществом массой 1 г.

Эрг (erg – от греч.: ergon – работа) – единица работы и энергии в нерекомендуемой системе СГС.

1эрг=10-7 Дж=1,02·10-8 кгс·м=2,39·10-8 кал= =2,78·10-14кВт·ч.

1 рад (rad) = 10-2 Гр.

1 рад(rad)=100эрг/г=0,01Гр=2,388·10-6кал/г= = 10-2 Дж/кг.

Керма (сокр. англ.: kinetic energy released in matter) – кинетическая энергия, освобожденная в веществе, измеряется в грэях.

Эквивалентная доза определяется сравнением излучения нуклидов с рентгеновским излучением. Коэффициент качества излучения (К) показывает, во сколько раз радиационная опасность в случае хронического облучения человека (в сравнительно малых дозах) для данного вида излучения больше, чем в случае рентгеновского излучения при одинаковой поглощенной дозе. Для рентгеновского и γ-излучения К = 1. Для всех других видов излучений К устанавливается по радиобиологическим данным.

Дэкв = Дпогл · К.

Единица поглощенной дозы в СИ – 1 Зв (Зиверт) = 1 Дж/кг = 102 бэр.

БЭР (бэр, rem – до 1963 г. определялась как биологический эквивалент рентгена) – единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения.

Рентген (Р, R) – единица измерения, экспозиционная доза рентгеновского и γ-излучения.

1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг.

Кулон (Кл) – единица в системе СИ, количество электричества, электрический заряд.

1 бэр = 0,01 Дж/кг.

Мощность эквивалентной дозы – Зв/с.

П.1.29. Проницаемость пористых сред (в том числе горных пород и минералов)

Дарси (Д) – по имени французского инженера. А. Дарси, darsy (D) · 1 Д = 1,01972 мкм2

1 Д – проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см2 , толщиной 1 см и перепаде давления 0,1 МПа расход жидкости вязкостью 1 сП равен 1 см3/с.

П.1.30. Размеры частиц, зерен (гранул) фильтрующих материалов по СИ и стандартам других стран

В США, Канаде, Великобритании, Японии, Франции и Германии размеры зерен оценивают в мешах (англ. mesh – отверстие, ячейка, сеть), то есть по количеству (числу) отверстий, приходящихся на один дюйм самого мелкого сита, через которое могут пройти зерна. И эффективным диаметром зерен считается размер отверстия в мкм. В последние годы чаще применяются системы мешей США и Великобритании.

П.1.31. Концентрация растворов

Содержание вещества в определенном объеме или массе раствора или растворителя называется концентрацией вещества в растворе. Наиболее часто применяют следующие способы выражения концентрации растворов.

Массовая доля. Массовая доля показывает, какое массовое количество вещества содержится в 100 массовых частях раствора.

Единицы измерения: доли единицы; проценты (%); промилле (‰); миллионные доли (млн-1).

Концентрация растворов и растворимость. Концентрацию раствора нужно отличать от растворимости – концентрации насыщенного раствора, которая выражается массовым количеством вещества в 100 массовых частях растворителя (например г/100 г).

Объемная концентрация. Объемная концентрация – это массовое количество растворенного вещества в определенном объеме раствора (например: мг/л, г/м3).

Молярная концентрация. Молярная концентрация – количество молей данного вещества, растворенного в определенном объеме раствора (моль/м3, ммоль/л, мкмоль/мл).

Моляльная концентрация. Моляльная концентрация – число молей вещества, содержащегося в 1000 г растворителя (моль/кг).

Таблица П.1.2
Соотношение между единицами измерения размеров зерен (гранул) фильтрующих материалов по СИ и стандартам других стран

Нормальный раствор. Нормальным называется раствор, содержащий в единице объема один эквивалент вещества, выраженный в массовых единицах: 1Н = 1 мг · экв/л = = 1 ммоль/л (с указанием эквивалента конкретного вещества).

Эквивалент. Эквивалент равен отношению части массы элемента (вещества), которая присоединяет или замещает в химическом соединении одну атомную массу водорода или половину атомной массы кислорода, к 1/12 массы углерода12. Так, эквивалент кислоты равен ее молекулярной массе, выраженной в граммах, деленной на основность (число ионов водорода); эквивалент основания – молекулярная масса, деленная на кислотность (число ионов водорода, а у неорганических оснований – деленная на число гидроксильных групп); эквивалент соли – молекулярная масса, деленная на сумму зарядов (валентность катионов или анионов); эквивалент соединения, участвующего в окислительно-восстановительных реакциях, – это частное от деления молекулярной массы соединения на число электронов, принятых (отданных) атомом восстанавливающегося (окисляющегося) элемента.

Несколько примеров: HCl + NaOH = NaCl + H2O. (П.1.1)

Эквивалентные массы соляной кислоты и едкого натра в этой реакции равны молекулярным массам этих веществ, так как в реакции участвует один ион водорода: H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O; (П.1.2) H3PO4 +2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O. (П.1.3)

В реакции (П.1.2) нейтрализации H3PO4 эквивалентная масса фосфорной кислоты равна ее молекулярной массе – 98 (участвует один ион водорода), в реакции (П.1.3) – половине молекулярной массы – 49 (участвуют два иона водорода). Следовательно, одно и то же вещество может иметь разные эквивалентные массы в зависимости от вида реакции.

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O. (П.1.4)

В этой реакции семивалентные ионы марганца превращаются в двухвалентные: Mn+7 + 5е→ Mn2+ – к каждому иону марганца присоединяются пять электронов. Эти электроны «приобретаются» у двухвалентных ионов железа, преобразующихся в трехвалентные: Fe2+ – е→ Fe3+.

Всего в реакции участвуют десять электронов (десять молекул FeSO4). Одному электрону соответствуют 2/10 молекулярной массы KMnO4 и 10/10 молекулярной массы FeSO4. Значит, в этой реакции эквивалентная масса KMnO4 равна 1/5 молекулярной массы, а эквивалентная масса FeSO4 равна молекулярной массе

Цит. по Ф.И. Белану.

Принятые обозначения:

ρ – плотность раствора, г/см3;

m – молекулярная масса растворенного вещества, г/моль;

Э – эквивалентная масса растворенного ве- щества, то есть количество вещества в граммах, взаимодействующее в данной реакции с одним грамм-атомом водорода или отвечающее переходу одного электрона.

П.1.32. Жесткость и щелочность воды

Согласно ГОСТ 8.417-2002 единица количества вещества установлена: моль, кратные и дольные единицы (кмоль, ммоль, мкмоль). Единица измерения жесткости в СИ – ммоль/л; мкмоль/л.

В разных странах часто продолжают использовать отмененные единицы измерения жесткости воды:

Россия и страны СНГ – мг-экв/л, мкг-экв/л, г-экв/м3; Германия, Австрия, Дания и некоторые другие страны германской группы языков – 1 немецкий градус – (Н° – Harte – жесткость) ≡ 1 ч. СаО/100 тыс. ч. воды ≡ 10 мг СаО/л ≡ 7,14 мг MgO/л ≡ 17,9 мг СаСО3/л ≡ 28,9 мг Са(НСО3)2/л ≡ 15,1 мг MgCO3/л ≡ 0,357 ммоль/л.

1 французский градус ≡ 1 ч. СаСО3/100 тыс. ч. воды ≡ 10 мг СаСО3/л ≡ 5,2 мг СаО/л ≡ 0,2 ммоль/л. 1 английский градус ≡ 1 гран/1галлон воды ≡ 1 ч. СаСО3/70 тыс. ч. воды ≡ 0,0648 г СаСО3/4,546 л ≡ ≡ 100 мг СаСО3/7 л ≡ 7,42 мг СаО/л ≡ 0,285 ммоль/л.

Иногда английский градус жесткости обозначают Clark.

1 американский градус ≡ 1 ч. СаСО3/1 млн ч. воды ≡ 1 мг СаСО3/л ≡ 0,52 мг СаО/л ≡ 0,02 ммоль/л.

Здесь: ч. – часть; перевод градусов в соответствующие им количества СаО, MgO, CaCO ,3 Ca(HCO3)2, MgCO3 показан в качестве примеров в основном для немецких градусов; размерности градусов привязаны к кальцийсодержащим соединениям, так как в составе ионов жесткости кальций, как правило, составляет 75–95%, в редких случаях – 40–60%. Числа округлены в основном до второго знака после запятой.

И Международная организация стандартов (ISO – ИСО), и Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC – ИЮПАК) соответственно с 1973 и 1975 г. не включают в свои издания единицу измерения «грамм-эквивалент». А градусы жесткости и ранее отсутствовали в рекомендациях этих организаций.

Мнимое это противоречие давно разрешено. И ИСО, и ИЮПАК, и Научный совет по аналитической химии б. АН СССР («Журнал аналитической химии», т. XXXXVII, вып. 5, с. 946–961) установили: ммоль – это количество вещества – в данном контексте – в растворе, которое содержит такое же количество структурных единиц, какое содержится в 12 г углерода12. И установлено: количество всех единиц – и реальных, и условных – измеряется в молях. Структурные реальные единицы: атомы, ионы, радикалы, электроны, молекулы, комплексы. Структурные условные единицы: эквиваленты веществ, например 1/2 Са2+, 1/2 SО 2и т.д.

В то же время понятие эквивалентности, конечно, сохраняется. И поэтому нужно указывать, о какой структурной единице идет речь.

Например, n[Na+] = 1 ммоль/л; n[1/2Ca2+] = 4 ммоль/л; n[1/3Al3+] = 5 ммоль/л и т.п. В записи после числа единица «моль» по падежам не склоняется. ГОСТ 6055-86 «Вода. Единицы жесткости» также однозначно устанавливает: единица жесткости – моль/м3. Общая жесткость – сумма молярных концентраций эквивалентов ионов Са (1/2 Са2+) и Mg (1/2 Mg2+). Количество вещества эквивалента – количество вещества в молях, в котором частицами являются эквиваленты.

Соотношение между упомянутыми единицами измерения жесткости воды: 1 ммоль/л = 1 мг · экв/л = 2,80°Н (немецкий градус) = 5,00 французского градуса = 3,51 английского градуса = 50,04 американского градуса.

С 1 января 2005 г. действует ГОСТ Р 52029-2003 «Вода. Единица жесткости». ГОСТ распространяется на природную и питьевую воду. В противоречие с правилами ИСО этот ГОСТ вводит новую единицу измерения жесткости воды – российский градус жесткости – °Ж, определяемый как концентрация щелочноземельного элемента (преимущественно Са2+ и Mg2+), численно равная 1⁄2 его моля в мг/дм3 (г/м3).

Единицы измерения щелочности – ммоль, мкмоль.

П.1.33. Удельные электропроводимость и электросопротивление

Единица измерения электропроводимости в СИ – мкСм/см. Электропроводимость растворов и обратное ей электросопротивление характеризуют минерализацию растворов, но только – наличие ионов. При измерении электропроводимости не могут быть учтены неионогенные органические вещества, нейтральные взвешенные примеси, помехи, искажающие результаты, – газы и др. Невозможно расчетным путем точно найти соответствие между значениями удельной электропроводимости и сухим остатком или даже суммой всех отдельно определенных веществ раствора, так как в природной воде разные ионы имеют разную удельную электропроводимость, которая одновременно зависит от минерализации раствора и его температуры. Чтобы установить такую зависимость, необходимо несколько раз в году экспериментально устанавливать соотношение между этими величинами для каждого конкретного объекта.

1 мкСм/см = 1 · МOм · см; 1 См/м = 1 · Ом · м.

Для чистых растворов хлорида натрия (NаСl) в дистилляте приблизительное соотношение: 1 мкСм/см ≈ 0,5 мг NаСl/л.

Это же соотношение (приближенно) с учетом приведенных оговорок может быть принято для большей части природных вод с минерализацией до 500 мг/л (все соли пересчитываются на NаСl).

При минерализации природной воды 0,8–1,5 г/л можно принять: 1 мкСм/см ≈ 0,65 мг солей/л, а при минерализации – 3–5 г/л: 1 мкСм/см ≈ 0,8 мг солей/л.

П.1.34. Содержание в воде взвешенных примесей, прозрачность и мутность воды Содержание взвешенных примесей измеряется

в мг/л, прозрачность – в см.

Мутность воды выражают в единицах:

JTU (Jackson Turbidity Unit) – единица мутности по Джексону;

FTU (Formasin Turbidity Unit, обозначается также ЕМФ) – единица мутности по формазину;

NTU (Nephelometric Turbidity Unit) – единица мутности нефелометрическая.

Дать точное соотношение единиц мутности и содержания взвешенных веществ невозможно. Для каждой серии определений нужно строить калибровочный график, позволяющий определять мутность анализируемой воды по сравнению с контрольным образцом. Приблизительно можно представить:

1 мг/л (взвешенных веществ) ≡ 1–5 единиц NTU.

Если у замутняющей смеси (диатомовая земля) крупность частиц – 325 меш, то: 10 ед. NTU ≡ 4 ед. JTU.

ГОСТ 3351-74* и СанПиНы 2.1.4.1074-01 приравнивают 1,5 ед. NTU (или 1,5 мг/л по кремнезему или каолину) 2,6 ед. FTU (ЕМФ).

П.1.35. Минерализация

Единица измерения в СИ – мг/л, г/м3, мкг/л.

В США и в некоторых других странах минерализацию выражают в относительных единицах (иногда в гранах на галлоны, gr/gal):

ppm (parts per million) – миллионная доля (1 · 10-6) единицы; иногда ppm (parts per millе) обозначают и тысячную долю (1 · 10-3) единицы;

ррb – (parts per billion) биллионная (миллиардная) доля (1 · 10-9) единицы;

ррt – (parts per trillion) триллионная доля (1 · 10-12) единицы;

‰ – промилле (применяется и в России) – тысячная доля (1 · 10-3) единицы.

Соотношение между единицами измерения минерализации:

1мг/л=1ррm=1·103ррb=1·106ррt=1·10-3‰= =1·10-4%;1gr/gal=17,1ppm=17,1мг/л= = 0,142 lb/1000 gal.

Для измерения минерализации соленых вод, рассолов и солесодержания конденсатов правильнее применять единицы: мг/кг. В лабораториях пробы воды отмеряют объемными, а не массовыми долями, поэтому целесообразно в большинстве случаев количество примесей относить к литру. Но для больших или очень малых значений минерализации ошибка будет чувсвительной.

По СИ объем измеряется в дм3, но допускается и измерение в литрах, потому что 1 л = 1,000028 дм3. С 1964 г. 1 л приравнен к 1 дм3 (точно).

Для соленых вод и рассолов иногда применяют единицы измерения солености в градусах Боме (для минерализации > 50 г/кг): 1°Ве соответствует концентрации раствора, равной 1% в пересчете на NаСl. 1% NаСl = 10 г NаСl/кг.

П.1.36. Сухой и прокаленный остаток

Измеряются в мг/л. Сухой остаток не в полной мере характеризует минерализацию раствора, так как условия его определения (кипячение, сушка твердого остатка в печи при температуре 102–110°С до постоянной массы) искажают результат: в частности, часть бикарбонатов (условно принимается – половина) разлагается и улетучивается в виде СО2.

П.1.37. Характеристики текстильных волокон

Метрический номер (N – устар.) – отношение длины нити (текстильного волокна) в метрах к ее массе в граммах, м/г.

Текс (Т) (от лат.: texo – тку, сплетаю) – отношение массы нити (волокна) в граммах к ее длине в километрах, г/км. Т = 1000 / N · 1 Т = 10-6 кг/м.

Номер крученой пряжи обозначается дробью: числитель – номер отдельной нити, знаменатель – число нитей в пряди (стренге). Пример: фильтродиагональ N 20/5 – пряжа скручена из первичных нитей No 20 и состоит из 5 сложений.

П.1.38. Десятичные кратные и дольные единицы измерения величин

А также их наименования и обозначения следует образовывать с помощью множителей и приставок, приведенных в табл. П.1.7.

 
 

Очистка воды для коттеджа

 

Очистка воды для производства

  • Пищевая промышленность, в т.ч. производство напитков.
  • Энергетика, в т.ч. котельные и ТЭЦ.
  • Оборотное водоснабжение на различных производствах.
  • Химическая промышленность.
  • Металлургия и металлообработка.
  • Производство строительных и отделочных материалов.
  • Животноводческие и расеневодческие комплексы.
  • Жилищно-коммунальное хозяйство в т.ч. станции водоподготовки городов, посёлков, многоквартирных домов.
  • Пансионаты, дома отдыха, санатории.
  • Крупные муниципальные и коммерческие объекты.
  • Предприятия питания.
  • Детские учреждения.