Twardość wody. Twardość czasowa i stała wody

Po pierwsze, dowiedzmy się, dlaczego jest to problem, gdy woda jest zbyt twarda. Regularne spożywanie wody prowadzi do powstawania kamieni w układzie wydalniczym. Używanie go do kąpieli lub mycia może często powodować podrażnienie skóry, zwłaszcza u dzieci. Może również powodować pewne niedogodności w życiu codziennym: sole metali (wapnia i magnezu) odpowiedzialne za twardość wody mogą tworzyć specjalne związki (nierozpuszczalne) z kwasami tłuszczowymi zawartymi w mydle.

Przeprowadzić eksperyment:

1. Do kolby wlewamy wodę, aż osiągnie znak "40".
2. Dodać całe 0,2 m roztworu chlorku wapnia z butelki.
3. Weź garnek na paliwo i postaw na nim świeczkę. Następnie zdejmij rękawice ochronne i zapal świecę. Umieścić dyfuzor płomienia na płycie grzewczej.
4. Umieścić kolbę na dyfuzorze płomieniowym. Odczekać 15 min.
5. Z butelki wylać całe 0,3 m roztworu wodorowęglanu sodu.
6. Po tym czasie woda w kolbie stanie się mętna.

Co to jest twardość wody?

Twardość chwilowa i stała wody. Co to jest stała?

Jest to taka specyficzna wartość odzwierciedlająca ilość rozpuszczonych w wodzie soli różnych metali takich jak wapń, mangan, żelazo. Twardość tymczasowa (którą można wyciągnąć) i twardość stała. Twardość chwilową zawdzięczamy wodorowęglanom wapnia i magnezu, a twardość trwałą ich siarczanom i chlorkom (CaCl₂ i MgCl₂). Możemy wywnioskować, że twarda woda to taka, w której znajduje się jednocześnie wiele soli metali.

Gdy dodajemy do niej chlorek wapnia, sztucznie zwiększamy jej twardość. Jak wspomniano powyżej, CaCl₂ powoduje, że twardość niewęglanowa wody pozostaje na stałym poziomie. I jedna część naszego eksperymentu dowodzi tego faktu: podczas gotowania nie ma widocznego opadu na ściankach.

Dodanie wodorowęglanu sodu NaHCO₃ prowadzi do powstania wodorowęglanu wapnia w roztworze:2 NaHCO₃ + CaCl₂ = Ca (HCO3)₂ + 2NaCl, a w wyniku tworzenia się Ca (HCO3)₂ twardość naszej wody staje się tymczasowa - można ją teraz usunąć poprzez gotowanie.

Dlaczego powstaje kamień i jak go usunąć

Wapień (lub kamień) to nierozpuszczalny węglan wapnia, który wytrąca się w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanu wapnia. Wprawdzie gruba, szara warstwa łusek nie czyni potraw ładniejszymi, ale nie szkodzi. Dodatkowo może usunąć nadmierną twardość wody z kranu. Łatwo jest również usunąć kamień z czajników i garnków, czyszcząc je roztworem kwasu cytrynowego.

Jak zmiękczyć wodę

Woda, która zawiera niewielkie ilości soli metali jest miękka. A proces ekstrakcji twardości zmiękcza ją. Najprostszym sposobem na zmiękczenie go, jak pokazał nasz eksperyment, jest zagotowanie go. Wodorowęglany wapnia i magnezu ulegają rozkładowi termicznemu po podgrzaniu. Proces ten usuwa tylko twardość tymczasową (węglanową) (twardość stała może być usunięta w inny sposób). Stała twardość zostaje zachowana: woda nasycona chlorkiem wapnia CaCl2 nie pozostawia po zagotowaniu żadnego osadu. Destylacja jest ściśle związana z tym działaniem. Podczas procesu destylacji odparowana ciecz skrapla się na schłodzonej powierzchni i w ten sposób zbiera się w postaci kropel. Oczyszczona w tym procesie woda nazywana jest wodą destylowaną. Nie nadaje się do picia, ponieważ wypłukuje minerały z organizmu. Ma jednak szerokie zastosowanie w nauce i przemyśle.

Inną metodą zmiękczania jest zastosowanie odczynnika. Przenoszą jony magnezu i wapnia do postaci, która nie może być rozpuszczona przez dodanie pewnych substancji chemicznych, takich jak wodorotlenek wapnia (proces ten nazywany jest zmiękczaniem wapna). Podobnie jak gotowanie, zmiękczanie wapnem usuwa tylko twardość węglanową.

Usuwanie trwałej twardości wody

Aby wydobyć stałą (niewęglanową) twardość, konieczne jest głębsze zmiękczanie wody, dlatego oprócz wapna palonego stosują węglan sodu.

Aby jeszcze skuteczniej usunąć jony metali, stosuje się "wielkie działa" w postaci fosforanu sodu:

Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+

3Mg2+ + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2= + 6Na+.

Wadą tej metody zmiękczania jest konieczność precyzyjnego dozowania środków chemicznych. Najczęściej stosowaną w przemyśle technologią zmiękczania wody są żywice jonowymienne. Woda przepuszczana jest przez specjalistów przez filtr, który zatrzymuje jony metali (wapń, mangan, żelazo, magnez). Te "uwięzione" cząsteczki są zastępowane przez uwolnione do roztworu jony potasu, sodu lub wodoru H+. Ta metoda sprawdza się również wtedy, gdy przeszkadza nam stała twardość wody.

Wnioski: co jest lepsze?

Która woda jest dla Ciebie lepsza - twarda czy miękka?? Odpowiedź jest prosta: wszystko z umiarem. Idealna do codziennego użytku domowego, woda o średniej twardości, która zawiera niewiele szkodliwych substancji. Właściwa równowaga jest zawsze drogą do harmonii.