Все презентации

Химия

Как опресняют воду в ОАЭ

Морская вода → пресная вода

Урок химии

ОАЭ

Сначала факты

Сколько соли в море?

35 г

соли в каждом литре морской воды

В стакане (200 мл) — около 7 граммов соли. Это почти полная чайная ложка!

В Персидском заливе вода ещё солонее — около 40 г на литр: солнце сильно испаряет воду, а залив почти закрыт

В Мёртвом море — около 340 г на литр. В такой воде невозможно утонуть: она вытолкнет любого

Почему нельзя просто выпить морскую воду?

Выпил солёную воду

она примерно в 4 раза солонее нашей крови

Почкам надо вывести соль

а выводить её они умеют только с водой

Воды уходит больше, чем выпито

организм теряет влагу

Жажда становится сильнее

поэтому моряки не пьют из моря

Парадокс: чем больше пьёшь морской воды, тем сильнее хочется пить

Фильтр не помогает

Соль растворена в воде

Фильтр её не ловит

Морская вода

Всё ещё солёная

фильтр

Что значит «соль растворилась»?

Кристалл соли

NaCl — натрий и хлор, крепко сцеплены

Попал в воду

молекулы воды растаскивают кристалл на части

Ионы Na⁺ и Cl⁻

плавают поодиночке — они в тысячи раз меньше дырочек обычного фильтра

Поэтому солёную воду нельзя «процедить» — соль стала частью самой воды

Кипятим и собираем

Кипятим

Пар поднимается

соль остаётся внизу

Остывает

капли стекают

Чистая вода

Соль

На заводе — то же самое, много раз

Нагрев

Кипит, остывает

Опять

…×20

Чистая вода

Соль

Так делают на заводах в ОАЭ

Фокус с давлением

≈70 °C

при такой температуре вода кипит на вершине Эвереста

Чем меньше давление воздуха, тем легче воде превратиться в пар

На заводах из камер откачивают воздух — вода кипит гораздо ниже 100 °C, и топлива уходит меньше

Пар из одной камеры греет воду в следующей: тепло используют по цепочке много раз

Этой идее больше 2000 лет

IV век до н. э.

Аристотель описал: пар от морской воды после остывания даёт воду пресную

Эпоха парусников

на кораблях ставили кипятильники, чтобы моряки не умерли от жажды

XX век

в странах Персидского залива строят первые огромные заводы

Сегодня

миллионы кубометров пресной воды из моря каждый день

Способ №1

Дистилляция: кипятим и собираем пар

1. Нагрев

морскую воду греют до кипения — часто теплом от электростанции

2. Пар

вода превращается в пар, а соль остаётся в баке

3. Охлаждение

пар касается холодных труб и снова становится водой

4. Результат

очень чистая пресная вода; соль уходит в виде рассола

Главное отличие от способа №2: здесь воду превращают в пар, а там — продавливают сквозь мембрану

Сито для молекул

очень тонкая плёнка, которая одно пропускает, а другое нет

Мембрана избирательная: молекулы воды проходят сквозь неё, а крупные ионы соли — нет

Такие мембраны есть у каждой живой клетки: через них в клетку попадают нужные вещества

Мембрану для опреснения делают из тонкого слоя пластика, он в сотни раз тоньше волоса

Обычный фильтр — крупное сито, а мембрана — сито размером с молекулу

Способ №2

Обратный осмос: давим сквозь плёнку

Морская вода
Na⁺ Cl⁻ H₂O

Пресная вода
только H₂O

мембрана

Насос создаёт давление 50–70 атмосфер — как на глубине 500–700 метров

Дырочки в мембране пропускают молекулы воды, а ионы соли — нет

Энергии нужно заметно меньше, чем на кипячение

Два способа рядом

Дистилляция (кипячение)

Греем, собираем пар. Вода получается очень чистой, но энергии нужно много. Нужна электростанция рядом.

Обратный осмос (мембрана)

Давим сквозь плёнку. Энергии меньше, но мембраны со временем засоряются, их меняют и промывают.

Старые заводы ОАЭ — в основном дистилляция, а новые большие стройки всё чаще на осмосе

Пресной воды почти нет

Дождей почти нет

Рек нет

Людей всё больше

Вода под землёй почти кончилась

Воду берут из моря

Дождь: ОАЭ против Москвы

ОАЭ

меньше 100 мм в год

Москва

около 700 мм в год

А летом в ОАЭ бывает за +45 °C — вода испаряется ещё до того, как успеет впитаться

Немного цифр про ОАЭ

90%+

воды получают из моря

Большие заводы в Дубае и Абу-Даби

Заводы стоят рядом с электростанциями

Нужно много электричества

Вода про запас: подземное хранилище

1. Заводы

работают круглый год и иногда делают воды больше, чем людям нужно в этот день

2. Закачка

власти Абу-Даби по скважинам закачивают излишки пресной воды глубоко под землю, в пласты песка в пустыне Лива

3. Хранение

под землёй вода не испаряется на жаре и лежит как огромный подземный бак

4. На чёрный день

если заводы встанут, воду выкачивают обратно: запаса хватит примерно на 90 дней

Куда девается рассол?

100 литров морской воды

≈45 л

≈55 л рассола

пресная вода слева, очень солёный раствор справа (при осмосе)

Рассол почти вдвое солонее моря и тяжелее — он стелется по дну

Его выпускают далеко от берега через трубы, чтобы он быстро смешался с морем

Учёные ищут, как добывать из рассола соль, магний и другие полезные вещества

Плюсы и минусы

Хорошо

Работает всегда

Простой и надёжный способ

Вода получается очень чистой

Плохо

Нужно много энергии

Нужна электростанция рядом

Горячая солёная вода уходит обратно в море

Попробуй дома

Самодельный опреснитель

1. Миска

налей солёной воды (2 ложки соли на литр), в центр поставь пустой стакан

2. Плёнка

затяни миску пищевой плёнкой, а над стаканом положи монетку — получится «воронка»

3. Солнце

поставь на подоконник на несколько часов — вода испаряется и оседает на плёнке

4. Стакан

капли стекают в стакан — там пресная вода. Попробуй: она не солёная!

Это тот же принцип, что и на заводах: испарение → охлаждение → капли

Викторина: проверим себя!

1. Сколько соли в литре морской воды?

А  3,5 г

Б  35 г

В  350 г

2. Почему обычный фильтр не убирает соль?

А  Фильтр слишком слабый

Б  Соль распалась на мельчайшие ионы

В  Соль легче воды

3. Что остаётся на дне кастрюли после кипячения?

А  Пресная вода

Б  Соль

В  Ничего

4. Какой способ тратит меньше энергии?

А  Дистилляция

Б  Обратный осмос

В  Одинаково

Правильные ответы

1. Сколько соли в литре морской воды?

Б — около 35 граммов, почти 2 столовые ложки

2. Почему обычный фильтр не убирает соль?

Б — ионы Na⁺ и Cl⁻ намного мельче дырочек фильтра

3. Что остаётся на дне кастрюли после кипячения?

Б — пар уходит, а соль остаётся

4. Какой способ тратит меньше энергии?

Б — обратный осмос

Вывод

Вода испаряется, соль остаётся

В ОАЭ так делают питьевую воду из морской

1 / 23