Содержание
Потенциально взрывоопасные смеси «органический компонент–азотная кислота–вода» в процессах упаривания на объектах ядерного топливного цикла
В технологических процессах объектов ядерного топливного цикла образуются водные растворы, которые направляются на упаривание. Взаимодействие азотной кислоты и нитратов металлов с органическими компонентами не раз являлось причиной аварий, что указывает на потенциальную опасность подобных смесей. С целью исключения возможности развития теплового взрыва исследованы смеси «органический компонент–азотная кислота–вода», где в качестве органических компонентов использовали ацетогидроксамовую кислоту, диформилгидразин, карбогидразид, диэтилтриаминпентауксусную кислоту, этилендиаминтетрауксусную кислоту. Рассчитана область составов смесей, которые могут представлять потенциальную взрывоопасность и относиться к классу саморазлагающихся веществ. Оценен объем газообразных продуктов, образующихся при разложении исследованных смесей. Показано, что объем выделившихся в ходе реакции газообразных продуктов не зависит от типа рассмотренного соединения в области значений массовой доли азотной
кислоты ≥ 5 %масс.
и составляет 190 л/кгр-ра ± 5 %. Рассчитана кратность упаривания азотнокислых растворов, содержащих органический компонент, при достижении которой состав раствора органического соединения, содержащего азотную кислоту, входит в потенциально взрывоопасную область. Установлено, что увеличение концентрации азотной кислоты ≥ 0,5 моль/л не оказывает значительного влияния на кратность упаривания раствора в области содержания органического компонента ≤ 20 г/л, а также для данных растворов наблюдается общая зависимость кратности упаривания от содержания органического компонента. Полученное эмпирическое уравнение позволяет описать наблюдаемую зависимость.
Ключевые слова: взрывоопасность, жидкие радиоактивные отходы, упаривание, азотнокислые растворы,
органический компонент.
Язык статьи: русский. Cc. 7–19. DOI: 10.26277/SECNRS.2021.100.2.001.
Potentially explosive mixtures “organic component–nitric acid–water” during evaporation at nuclear fuel cycle facilities
Water solutions are formed during the technological processes of nuclear fuel cycle facilities and sent for evaporation.
The interaction of nitric acid and nitrates with organic components had repeatedly caused accidents, which indicated
the potential danger of such mixtures. In order to exclude the possibility of a thermal explosion, the mixtures “organic
component – nitric acid – water” were studied, where acetohydroxamic acid, diformylhydrazine, carbohydrazide,
diethylenetriaminepentaacetic acid, and ethylenediaminetetraacetic acid were used as organic components. The content of
each constituent in the mixtures suspected to pose a potential explosion hazard and relate to self-reactive substances was
calculated. Volume of gaseous products formed during the decomposition of the studied mixtures was estimated. The volume
of gaseous products released during the reaction did not depend on the type of the considered compound in the range of
values of the nitric acid mass fraction ≥ 5 % by weight and was counted as 190 l/kgsolution ± 5 %.
Volume reduction of the nitric
acid solutions containing the organic component was calculated, at which such solutions entered a potentially explosive
region. It was found that concentration of nitric acid increase ≥ 0,5 mol/l did not significantly affect the volume reduction of
the solution in the range of the organic component content ≤ 20 g/l, and for these solutions there occured the volume reduction
as a function of the organic component content. The empirical relationship allowed to describe the observed dependence.
Keywords: explosion hazard, liquid radioactive waste, evaporation, nitric acid solutions, organic component.
Article language: Russian. Pp. 7–19. DOI: 10.26277/SECNRS.2021.100.2.001.
Гиалуроновая кислота VS потеря влаги. Кто кого? – 4fresh блог
Жизнь – борьба. С этим лозунгом мы просыпаемся и засыпаем. Не позволяет наше воспитание расслабиться и просто получать удовольствие от жизни. Нам обязательно надо что-то преодолевать и за что-то сражаться.
Если не с лишним весом, то за «правильную» косметику.
В последнее время в социальных сетях разгораются нешуточные страсти, напоминающие сценарий к голливудскому фильму ужасов. Под прицел «борцов» попала гиалуроновая кислота. Основная претензия к ней — «Гиалуронка высасывает воду из кожи при низкой влажности! О ужас!». Осталось поменять графу Дракуле имя на граф Гиалурон и можно писать сценарий фильма.
Что же происходит в реальности? Откуда появилась эта идея? И имеется ли хоть какой-то смысл в этом утверждении? Давайте разбираться.
Гиалуроновая кислота (ГК) или натриевая соль гиалуроновой кислоты – это сложная молекула, которая входит в состав нашей с вами соединительной ткани, эпителиальной и нервной ткани, находится в межклеточном матриксе и в биологических жидкостях.
Короче, все сложно. Мы туда не будем углубляться, а сосредоточимся на коже. В коже одной из основных задач ГК является удержание воды. Можно сказать что ГК – дальний родственник желатина, только это такой чемпион среди влагоудерживателей.
Одна молекула ГК может намагнитить на себя около 100 молекул воды.
Несколько фактов
- Тело взрослого человека, весом 70 кг содержит 15 г. ГК.
- Средний «срок жизни» молекулы ГК — 2 дня. Треть ГК расщепляется и заново синтезируется в нашем организме каждый день.
- В сухом виде ГК – это белый порошок. В разведенном виде – это прозрачный гель. Плотность геля зависит от % ГК в нем: 2,5% — жидкий плотный гель, 5% — очень густой твёрдый гель, 15% — режем ножом.
Из истории
Первые научные исследования ГК появились еще в 30-х гг.г ХХ в. К 70-м научились получать препараты чистой ГК из петушиных гребней и стекловидного тела глаз коров. Но у них была не очень хорошая степень очистки, и использовали их только в ветеринарии при лечении суставов скаковых лошадей. К 80-м годам была найдена технология биосинтеза ГК. Это значит, что для производства ГК стали использовать бактерии, которым создают комфортную среду для роста, а они размножаются сами и производят чистую ГК для людей.
С тех пор началось использование ГК в суставной хирургии и хирургии глаза, и, конечно ж,е в косметологии.
Сейчас в мире производят сотни тысяч тонн гиалуроновой кислоты каждый год, и подавляющее ее большинство используется не для медицины, а для косметики. В косметике ГК используют там, где надо срочно добавить воды, поэтому любые косметические средства с ГК будут «увлажняющими».
Виды гиалуроновой кислоты
А вот дальше все становится намного интереснее, потому что косметическая гиалуроновая кислота бывает разного размера и от этого очень сильно зависит, что она делает в косметике, т.к. разные молекулы ГК попадают в разные слои кожи и ведут себя там тоже по-разному.
Четкой международной классификации размеров ГК, к сожалению, пока что не существует. Производители и исследователи не смогли договориться между собой по этому вопросу, что вносит дополнительную путаницу. Но в целом и общем можно выделить три основные группы:
Высокомолекулярная ГК
Размер молекулы от 1000 MDa и больше.
От косметологов вы можете услышать название «нативная форма ГК». Это очень большая молекула с точки зрения кожи. «Нативная» потому что это точно такой же размер молекулы, что синтезируется нашим собственным телом, поэтому никуда глубоко проникнуть она не сможет.
Её основная задача – создание влагоудерживающих мембран на поверхности кожи, или в первых двух-трёх слоях рогового слоя кожи. Не является антиэйдж-добавкой. Может встречаться в широком спектре косметических продуктов.
Обычно обозначают в составах как sodium hyaluronat.
Среднемолекулярная ГК
Размер молекулы от 50-100 KDa до 300 KDa. Так как 300 KDa для молекул – это барьер кожной проницаемости, то эта ГК уходит через роговой слой в более глубокие слои эпидермиса, но не проходит базальную мембрану. И делает там удивительные вещи – она усиливает бактериальную защиту кожи и помогает заживлению ран.
Классная добавка, если надо разрабатывать косметику для лечения акне и пост-акне, т.
к. не только снижает воспаление, но и препятствует образованию рубцовой ткани – шрамов, если по-русски.
Может обозначаться как hydrolyzed sodium acid.
Низкомолекулярная ГК
Размер молекул меньше 50 KDa. Проходит очень глубоко вплоть до дермы.
Классическая добавка для возрастной косметики. Быстро улучшает механические свойства кожи за счет того, что восполняет недостачу ГК. Разбирается кожей для постройки собственной ГК. Стимулирует образование коллагена.
Может обозначаться как hydrolyzed sodium acid.
В большом % ее в косметику не вводят. Не потому что жадничают, а потому что есть нюанс: иммунная система воспринимает обрывки ГК как сигнал к тому, что где-то произошел разрыв кожи и надо на всякий случай включить защитную воспалительную реакцию. Поэтому слишком много ГК маленького размера – это тоже не очень хорошо.
Теорией мы вас попугали достаточно, теперь же перейдем непосредственно к нашему мифу про ГК и низкую влажность.
Во-первых, в этом мифе речь идет о высокомолекулярной ГК, которая осталась на поверхности кожи. Именно в этом случае она может хоть как-то контактировать с сухим воздухом.
Во-вторых, следует учитывать, что ГК и так есть у нас на коже сама по себе и без косметики. Она синтезируется кожной микрофлорой, входит в состав нашего естественного Натурального Увлажняющего Фактора кожи – комплекса специальных влагоудерживающих молекул. И там она тоже исполняет роль уловителя воды. Было бы что вылавливать.
В-третьих, высокомолекулярную ГК специально добавляют в косметику, чтобы она создала на коже дополнительную защитную мембрану, которая будет ловить не только ту воду, которая витает в воздухе, но и пытается сбежать из нашей кожи наружу. В косметологической литературе этот процесс называется «трансэпидермальная потеря влаги».
Как вообще происходит потеря воды?
Сначала мы пьем воду, чтобы она из желудка и кишечника разбежалась по разным частям нашего тела.
В кожу вода приходит в дерму. Это наш основной кожный «резервуар» воды. Там как раз находится большая часть гиалуроновой кислоты и удерживает эту воду на себе.
Если вы думаете, что это делается для того, чтобы не было морщин, то вынуждены вас разочаровать. Вода в дерме нам нужна для того, чтобы можно было кормить кожу питательными веществами, которые приносит кровь. Капилляры приходят в дерму, через их стенки в водную среду просачиваются всевозможные полезные молекулы, а потом вместе с водой переносятся в верхние слои кожи – туда, где находятся растущие клетки.
Дальше вся эта вода упирается в защитные липидные пласты, которые пропитывает чешуйки рогового слоя кожи. Если с этими липидными пластами все в порядке, то они отталкивают от себя эту воду и не пускают ее наружу – в открытый космос. Редкой молекуле воды удается просочиться через них. При здоровой коже в норме за час с поверхности всего нашего тела испаряется около 15 мл. воды.
А вот если с липидными пластами случилась какая-то беда, то вода начинает покидать нашу кожу более интенсивно, трансэпидермальная потеря влаги усиливается, и для сухой кожи может составлять уже около 50 мл.
воды в час. Возникает постоянное ощущение сухости, стянутости и желание что-нибудь на себя намазать.
Тут-то на помощь и приходит баночка с волшебным кремом или гелем.
Как работает гиалуроновая кислота в косметике?
Высокомолекулярная ГК, которая входит в состав косметики, остается на поверхности кожи в виде мембраны, и задерживает в себе беглые молекулы воды. Распределение воды всегда идет по «градиенту концентрации», из того места где много, в то место где мало. Как в сухой губке, которую уронили в тарелку с водой – она постепенно пропитывается водой вся.
Точно так же работает мембрана из ГК, она, как сухая губка, постепенно пропитывается сбежавшей водой. И как только мембрана наловит воды столько, сколько находится в поверхностных слоях кожи, то движение воды из кожи наружу прекращается. Происходит то, что называется «остановкой трансэпидермальной потери влаги».
[:товар:satv0045:]
[:товар:satv0046:]
[:товар:satv0047:]
Чтобы быстрее остановить потерю воды из кожи, можно помочь мембране из ГК как можно быстрее пропитаться водой, добавив в нее воду извне:
- Распылить по лицу тоник / термальную воду, чтобы ГК пропитывалась ими,
- Обзавестись увлажнителем воздуха около кровати и на рабочем месте,
- Уехать жить в Юго-Восточную Азию 🙂
Что же происходит, когда ГК на коже есть, а тоников и увлажнителей нет, отпуска в Тае нет, зато есть зима и включенная батарея?
Вода, которую поймала гиалуроновая кислота, будет, по градиенту концентрации, испаряться в воздух: в мембране вода есть, в воздухе – нет.
Молекулы воды будут постепенно отрываться от ГК и улетать. Но им на это придется потратить чуть больше усилий, чем, если бы они испарялись с поверхности незащищенной кожи. ГК будет держать воду изо всех сил. Но в любом случае, через некоторое время она испарится, а на ее место придет другая вода, которая просочится наружу из кожи.
Вот и получается, что гиалуроновая кислота пропитывается водой из кожи, но не потому, что она ее оттуда вытягивает, а потому, что кожа эту воду теряет сама. Мембрана же из ГК, как может, препятствует этому процессу потери влаги.
[:товар:satv0040:]
[:товар:satv0039:]
Итак, не читаем на ночь ужастики, а запасаемся гиалуроновыми гелями и тониками вместе с увлажнителями воздуха. Наша задача сделать так, чтобы мембрана из ГК была все время пропитана водой. Те же кореянки, несмотря на субтропическую влажность, не расстаются с увлажнителями и обновляют сыворотки и гели с гиалуроновой кислотой по несколько раз в день.
Если вам понравилась эта статья, не пропустите:
- Антивозрастные компоненты в косметике
- Сыворотки для лица: как подобрать и как правильно использовать?
- Развенчиваем мифы об уходе за жирной кожей
Кислотный дождь и вода | Геологическая служба США
В зависимости от того, где вы живете, возможно, вы слышали о кислотных дождях. Кислотный дождь — это не чистая кислота, падающая с неба, а скорее дождь или атмосферная влага, смешанная с элементами и газами, из-за которых влага становится более кислой, чем обычно. Чистая вода имеет рН 7, и, как правило, осадки несколько кислее (чуть меньше 6). Но кислотный дождь может иметь рН около 5,0-5,5, а может быть даже в диапазоне 4 на северо-востоке США, где много промышленности и автомобилей.
• Школа наук о воде HOME • Темы качества воды •
Причины кислотных дождей
Источники/использование: общественное достояние.
Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей, таких как эти леса в горах Езера в Чешской Республике. Кислотные дожди вымывают алюминий из почвы. Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотные дожди также удаляют из почвы минералы и питательные вещества, необходимые деревьям для роста.
Кредит: Lovecz, Wikimedia.org
Кислотные осадки могут быть вызваны естественными (вулканами) и антропогенными действиями, такими как автомобили и производство электроэнергии. Предшественники или химические предшественники образования кислотных дождей являются результатом как естественных источников, таких как вулканы и разлагающаяся растительность, так и антропогенных источников, в первую очередь выбросов двуокиси серы (SO 2 ) и оксидов азота (NO x ). в результате сжигания ископаемого топлива. При сжигании ископаемого топлива (угля и нефти) энергетическими компаниями и промышленными предприятиями в воздух выбрасывается сера, которая соединяется с кислородом с образованием диоксида серы (SO 2 ).
Выхлопы автомобилей вызывают образование оксидов азота в воздухе. Из этих газов могут образовываться переносимые по воздуху серная кислота (H 2 SO 4 ) и азотная кислота (HNO 3 ), которые растворяются в водяном паре в воздухе. Хотя кислотные дождевые газы могут образовываться в городских районах, они часто переносятся ветрами на сотни миль в атмосфере в сельские районы. Именно поэтому леса и озера в сельской местности могут пострадать от кислотных дождей, происходящих в городах.
Последствия кислотных дождей
Окружающая среда обычно может адаптироваться к определенному количеству кислотных дождей. Часто почва слабощелочная (из-за встречающегося в природе известняка, pH которого больше 7). Поскольку основания противодействуют кислотам, эти почвы, как правило, частично уравновешивают кислотность кислотных дождей. Но в таких районах, как некоторые Скалистые горы и части северо-запада и юго-востока США, где известняк не встречается в почве естественным образом, кислотные дожди могут нанести вред окружающей среде.
Некоторым рыбам и животным, например лягушкам, трудно адаптироваться и размножаться в кислой среде. Многие растения, такие как вечнозеленые деревья, повреждаются кислотными дождями и кислотными туманами. Я видел некоторые повреждения кислотными дождями вечнозеленых лесов в Шварцвальде в Германии. Большая часть Шварцвальда действительно была черной, потому что так много зеленых сосновых иголок было уничтожено, остались только черные стволы и ветки! Вы также можете заметить, как кислотные дожди разъедали камень в некоторых городских зданиях и каменных произведениях искусства.
Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Предоставлено: Агентство по охране окружающей среды США
Географическое распространение кислотных дождей
Кислотность дождя измеряется путем сбора проб дождя и измерения его рН. Чтобы найти распределение кислотности дождя, отслеживаются погодные условия и собираются пробы дождя на участках по всей стране.
Области с наибольшей кислотностью (самые низкие значения pH) расположены на северо-востоке США. Эта модель высокой кислотности вызвана большим количеством городов, густонаселенностью и концентрацией электростанций и промышленных предприятий на северо-востоке. Кроме того, преобладающее направление ветра приносит штормы и загрязнения на северо-восток со Среднего Запада, а пыль из почвы и скал на северо-востоке США с меньшей вероятностью нейтрализует кислотность дождя.
Кислотный дождь и камень
Когда вы слышите или читаете в средствах массовой информации о влиянии кислотных дождей, вам обычно говорят об озерах, рыбах и деревьях в Новой Англии и Канаде. Однако нам становится известно о дополнительной проблеме: многие из наших исторических зданий и памятников расположены в районах с самой высокой кислотностью. В Европе, где здания намного старше, а уровень загрязнения в десять раз выше, чем в Соединенных Штатах, растет понимание того, что загрязнение и кислотные дожди ускоряют разрушение зданий и памятников.
Камень выветривается (разрушается) как часть нормального геологического цикла в результате естественных химических, физических и биологических процессов, когда он подвергается воздействию окружающей среды. Этот процесс выветривания в течение сотен миллионов лет превратил Аппалачи из высоких пиков, столь же высоких, как Скалистые горы, в округлые выступы, которые мы видим сегодня. Мы обеспокоены тем, что загрязнение воздуха, особенно в городских районах, может ускорить нормальную естественную скорость износа камня, так что мы можем преждевременно потерять здания и скульптуры, представляющие историческую или культурную ценность.
Как насчет зданий?
Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Эта религиозная средневековая скульптура из песчаника пострадала от окисления воздуха и дождей. Скульптура находится в Дрездене, на углу Баутцнерштрассе и Эк Гласисштрассе.
Фото: Slick, Wikimedia.
org
Многие здания и памятники сделаны из камня, и во многих зданиях камень используется для декоративной отделки. В настоящее время гранит является наиболее широко используемым камнем для строительства зданий, памятников и мостов. Известняк является вторым наиболее используемым строительным камнем. Он широко использовался до того, как портландцемент стал доступен в начале 19 века.го века из-за его однородного цвета и текстуры, а также из-за того, что его можно было легко вырезать. Песчаник из местных источников обычно использовался на северо-востоке Соединенных Штатов, особенно до 1900 года. В национальном масштабе мрамор используется гораздо реже, чем другие типы камня, но он использовался для многих зданий и памятников, имеющих историческое значение. Из-за своего состава некоторые камни с большей вероятностью будут повреждены кислотными отложениями, чем другие. Гранит в основном состоит из силикатных минералов, таких как полевой шпат и кварц, которые устойчивы к кислотному воздействию.
Песчаник также в основном состоит из кремнезема и поэтому устойчив. Некоторые песчаники менее устойчивы, потому что они содержат карбонатный цемент, который легко растворяется в слабой кислоте. Известняк и мрамор в основном состоят из минерального кальцита (карбоната кальция), который легко растворяется в слабой кислоте; фактически эта характеристика часто используется для идентификации минерального кальцита.
Как кислотные осадки влияют на здания из мрамора и известняка?
Кислотные осадки воздействуют на камень главным образом двумя способами: растворением и изменением. Когда серная, серная и азотная кислоты в загрязненном воздухе реагируют с кальцитом в мраморе и известняке, кальцит растворяется. На открытых участках зданий и статуй мы видим шероховатую поверхность, удаление материала и потерю резных деталей. Поверхностный материал камня может быть потерян полностью или только в тех местах, которые более реактивны.
Можно ожидать, что защищенные участки каменных зданий и памятников не пострадают от кислотных осадков.
Однако на защищенных участках зданий и памятников из известняка и мрамора видны почерневшие корки, которые в некоторых местах откололись (отслоились), обнажая под ними осыпающийся камень. Эта черная корка в основном состоит из гипса, минерала, который образуется в результате реакции между кальцитом, водой и серной кислотой. Гипс растворим в воде ; хотя он может образовываться в любом месте на поверхности карбонатного камня, подвергающейся воздействию газообразного диоксида серы (SO 2 ), обычно смывается. Остается только на защищаемых поверхностях, которые не смываются непосредственно дождем. Гипс белый, но кристаллы образуют сети, которые улавливают частицы грязи и загрязняющих веществ, поэтому корка выглядит черной. В конце концов, черные корки вздуваются и отслаиваются, обнажая крошащийся камень.
Дополнительная информация:
Студенческая площадка Агентства по охране окружающей среды США — Кислотный дождь
Агентство по охране окружающей среды США — Кислотный дождь
Источники/использование: общественное достояние.
Хотите узнать больше о кислотных дождях и воде? Следуйте за мной на сайт Acid Rain!
Для добавления кислоты или основания к воде
спросил
Изменено
3 года, 11 месяцев назад
Просмотрено
29 тысяч раз
$\begingroup$
Есть правило, что мы должны добавлять сильную кислоту в воду, а не наоборот из соображений безопасности; если бы мы добавили воду к кислоте, реакция могла бы быть опасной (кипение).
Как насчет добавления сильных оснований и воды? В каком порядке их смешивать безопаснее?
Я хотел бы знать более безопасный порядок добавления и обоснование для воды+кислоты или воды+основания(?)/основания+воды(?).
Благодарю вас!
- кислотно-щелочной
- вода
- безопасность
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Причина добавления сильных кислот или оснований в воду, а не наоборот, заключается в том, что растворение/реакция этих соединений с водой имеет тенденцию быть очень экзотермической и может привести к разбрызгиванию или даже кипению сильной кислоты или основания, особенно если к концентрированной кислоте или основанию добавляют воду.
С другой стороны, если вы медленно добавляете кислоту или основание в воду, у вас никогда не будет брызг концентрированной кислоты или основания, поскольку они будут быстро разбавлены гораздо большим количеством воды. Даже если вы случайно добавите кислоту или основание слишком быстро, по крайней мере брызги будут в основном водой или разбавленной кислотой/основанием, а не концентрированной сильной кислотой или основанием.