Жесткость воды и методы ее устранения.

Кальций и магний не только входят в состав различных соединений. Ионы кальция и магния также содержатся в обыкновенной воде. Повышенное содержание Са2+ и Mg2+ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.

Постановка цели: изучить природу жёсткости воды и способы её устранения.

Теоретическая часть:Причины, вызывающие жёсткость воды. Отрицательное значение жёсткой воды.

Содержащиеся в природе нерастворимые в воде карбонаты магния и кальция под воздействием воды и присутствующего в воздухе углекислого газа способны превращаться в гидрокарбонаты, которые хорошо растворяются в воде(Ж-карбонатная или временная)

СаСО3 + СО2 + Н2О Са(НСО3)2

MgСО3 + СО2 + Н2О Mg(НСО3)2

Этот процесс широко осуществляется в природных условиях, приводя к выносу размываемых известняков поверхностные воды, а затем – в моря и океаны.

В природные воды переходят и содержащиеся в земной коре растворимые соли СаCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4. (Ж-некарбонатная или постоянная)

В жесткой воде плохо развариваются продукты питания, так как катионы кальция с белками пищи образуют нерастворимые соединения. Постоянное употребление жесткой воды может привести к отложению солей (мочекаменная болезнь) в организме человека. В такой воде плохо завариваются чай, кофе. В ней труднее развариваются многие продукты, их питательная ценность уменьшается. Жёсткая вода непригодна для многих технических целей. Из-за образования накипи непригодна для использования в паровых котлах, вредна для металлических конструкций, трубопроводов. В жесткой воде плохо мылится мыло и возрастает его расход. Жёсткой водой нельзя пользоваться при проведении некоторых технологических процессов, например при крашении.

Приведённые примеры указывают на необходимость удаления из воды солей кальция и магния.

Способы устранения жёсткости воды.

Временную (карбонатную) жёсткость устраняют:

1. КипячениемСа(НСО3)2 СаО + Н2О + СО2

Mg(НСО3)2 Mg(OH)2 + 2СО2

При длительном кипячении растворимые Са(НСО3)2 и Mg(НСО3)2 переходят в нерастворимые соединения и выпадают в осадок. Поэтому карбонатную жёсткость называют также временной жёсткостью. Количественно временную жёсткость характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при её кипячении в течение часа. Жёсткость, остающаяся после такого кипячения, называется постоянной.

2. Добавлением гашёной извести.

Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(НСО3)2 + 2Са(ОН)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3+ 2H2O

Постоянную (некарбонатную) жёсткость устраняют добавлением соды Na2CO3.

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

MgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4

В целях одновременного устранения обоих видов жёсткости применяют смесь гашёной извести и соды – содово-известковый метод.

III. Подведение итогов урока.

студенты отвечают на вопросы учителя.

1. К каким водам – мягким или жестким относится колодезная и ключевая вода? (Средней жесткости)

2. Почему колодезная вода, как правило, вкусная, а дождевая нет? (Вкус колодезной воды придают содержащие в ней различные вещества)

3. Почему до изобретения антифриза в системы охлаждения двигателей заливали дистиллированную воду, а не воду из-под крана? (В воде из-под крана содержатся гидрокарбонаты кальция и магния, то при повышении температуры будут превращаться в нерастворимые карбонаты и оседать на стенках системы, тем самым, ухудшая теплоотдачу двигателя)

4. Иногда для приготовления продуктов используют горячую воду из крана. Возможно ли это (Нет, ее смягчают содой для уменьшения отложения на стенках труб нерастворимых карбонатов

5. Для устранения жёсткости воды иногда применяют ортофосфат натрия. На чём основано применение этой соли? Ответ подтвердите, составив соответствующие уравнения реакций.