Презентація з теми: "Жорсткість води"

Жорсткість води

Жорсткість (твердість) води(Н.І. Сопилюк, 17.03.2020)Про твердість води хочу вам розказати. Що це таке – всі ви маєте знати. Знаєм! Бо взимку вода замерзає: Снігом стає або льодом буває. Взимку, коли є мороз надворі,Стане водою тверда – знають всі!Лід або сніг – агрегатний це стан;Твердість чи жорсткість води – інший план. Добрий розчинник вода – всім відомо,Солі є в ній у річках, в морі, й вдома. Йони Са2+ та Мg2+ вкрай підступні, коварні,Приносять проблеми вони непоправні. Жорсткість бува тимчасова й постійна,Людям й машинам це шкода рушійна. Солі невидимі ці, не знайдеш;В чайник заглянеш – все вмить осягнеш. Як же позбутись халепи цієї?Способи є! Вивчи, знай, вмій ладити з нею. Воду доцільно нам всім кип’ятити,Воду «зм’якшити» і потім лиш пити. Мило чи сода, вапно теж поможуть,Йони шкідливі так в осад положать. Ти напиши ці реакції, знай,Воду (рідку) зм’якшуй і споживай.

Поняття про Жорсткість води Жорсткість води — це природна властивість води, зумовлена наявністю в ній розчинних солей Кальцію і Магнію. Сумарну концентрацію йонів Магнію й Кальцію у воді називають загальною жорсткістю води. Розрізняють постійну й тимчасову жорсткість води.

Жорсткість води

загальна жорсткість Терміном загальна жорсткість характеризують одночасну присутність у воді сполук, що зумовлюють тимчасову і постійну жорсткість. Якість природних вод характеризують переважно цим терміном, оскільки у більшості випадків природна вода містить і карбонати, і хлориди, і сульфати Кальцію та Магнію. Про дистиляцію як спосіб отримання м’якої води ви вже знаєте.

Найважливіші йони, які зумовлюють твердість води Звідки ці йони потрапляють у воду? їхніми джерелами є природні поклади вапняків (Са. СО3), гіпсу (Ca. SО4 • 2 Н2 О) і доломіту (Са. СО3 • Mg. CО3). Унаслідок взаємодії розчиненого у воді карбон(ІV) оксиду з мінералами, інших процесів розчинення й хімічного вивітрювання гірських порід природна вода збагачується катіонами та аніонами. Джерелами йонів, що зумовлюють твердість води, можуть бути мікробіологічні процеси, що відбуваються в ґрунті на площі водозабору, у донних відкладеннях, кислотні опади, а також стічні води підприємств.

Як м’яка вода стає твердою та навпаки

Причини жорсткостіВода стає жорсткою під час проходження крізь пласти вапняку. Розчинений у воді вуглекислий газ взаємодіє з вапняком, утворюючи розчинні гідрогенкарбонати: Під час кип’ятіння тимчасова жорсткість зникає, оскільки йони Кальцію і Магнію видаляються у вигляді нерозчинного накипу:

Саме цей процес спричиняє утворення вапняного нальоту в трубах із гарячою водою, у котлах ТЕЦ та побутових водонагрівних приладах. Домішки сполук Феруму(ІІІ), які також часто містяться у водопровідній воді, надають накипу жовтого кольору. Цей наліт перешкоджає нормальному теплообміну, що спричиняє надмірну витрату палива, пошкодження труб, плавлення чайників тощо. Для усунення вапняного нальоту в чайнику необхідно залити його на ніч розбавленим розчином оцту або лимонної кислоти.

Через жорсткість морську воду не має сенсу використовувати для миття рук — у жорсткій воді мило не милиться внаслідок утворення нерозчинних стеаратів. Також неможливо прати в жорсткій воді, тому що основний компонент прального порошку утворює з йонами Магнію і Кальцію нерозчинну у воді сполуку. Природна помірна жорсткість води забезпечує організм людини Кальцієм для повноцінного розвитку кісток. Надлишкова жорсткість води може стати причиною утворення каменів у нирках, які є солями Кальцію й Магнію зі щавлевою кислотою (магній оксалат Mg. C2 О4 і кальцій оксалат Са. С2 О4).

ЯК УСУНУТИ тимчасову ЖОРСТКІСТЬ ВОДИ?Найпростіший спосіб усунення тимчасової жорсткості природної води — її кип’ятіння. Природну воду можна «звільнити» від гідрогенкарбонатів Кальцію і Магнію, додавши донеї невелику кількість гашеного вапна чи кальцинованої соди:

Для усунення вапняного нальоту в чайнику необхідно залити його на ніч розбавленим розчином оцту або лимонної кислоти.

ЯК УСУНУТИ постійну ЖОРСТКІСТЬ ВОДИ?Усунути постійну жорсткість води кип’ятінням не можна. Цього досягають додаванням до неї кальцинованої соди або натрій ортофосфату. Внаслідок реакцій обміну йони осаджуються повністю: Сода й ортофосфат усувають не лише постійну, а й тимчасову жорсткість води:

Перспективним та ефективним способом усунення жорсткості води є йонітний. Для цього користуються йонообмінними колонками. Вони заповнені твердими нерозчинними у воді йонообмінними матеріалами із загальною назвою катіоніти, що містять рухливі йони, наприклад Натрію. Катіони Натрію обмінюються на катіони Кальцію і Магнію, що містяться у жорсткій воді. Унаслідок такого обміну катіони Кальцію та Магнію залишаються в йонообмінній колонці, а пом’якшена вода витікає з неї. Важливо також те, що йонообмінний матеріал піддається регенерації, тобто відновленню.

Класифікація води за жорсткістю (твердістю)Прикладом м’якої води є дощова вода, жорсткої — вода морів і океанів.

вплив жорст. Кої води на здоров’Я людини Доведено, що висока концентрація йонів Кальцію та Магнію у воді впливає насамперед на шкіру та волосся. Мило не завжди повністю очищає воду, тому на шкірі залишаються рештки карбонатів. Вони забивають пори, погіршуючи дихання шкіри. Як наслідок, виникають подразнення, висипи, прищі, лупа. Від жорсткої води псується волосся: воно стає ламким, випадає, з’являється лупа. Тому після миття волосся важливо сполоскувати його кип’яченою водою.

вплив жорст. Кої води на здоров’Я людини. Потрапляючи в надмірній кількості в організм людини, сполуки Кальцію та Магнію призводять до появи каміння в нирках і сечівниках, порушують роботу серцево-судинної системи, жовчних проток та опорно-рухового апарату, на стінках кишечнику осідають шлаки тощо. У домашніх умовах найефективнішим способом є використання фільтрів йонного обміну, які виробляє промисловість для побутового використання.

вплив жорст. Кої води на здоров’Я людини. Використання жорсткої води спричиняє економічні затрати. На нагрівальних приладах осідає накип, що знижує електропровідність, а отже, зумовлює додаткове витрачання електроенергії. Унаслідок утворення накипу в парові котли та пральні машини можуть зламатися, з часом пристрої виходять з ладу.

Цікаво знати. В 1 л дніпровської води міститься в середньому 64 мг йонів Кальцію і 12 мг йонів Магнію

Цікаво знати. Гідрогенкарбонати Кальцію і Магнію постійно утворюються під час взаємодії карбонатних мінералів (Са. СО3, Mg. COз) із розчиненим у природній воді вуглекислим газом: За певної зміни зовнішніх умов (наприклад, при підвищенні температури) відбуваються зворотніреакції. Середні солі, виділяючись із води, нерідко утворюють у вапнякових печерах карбонатні «бурульки» — сталактити — і баштоподібні нарости — сталагміти.

узагальнення1. Жорсткою чи м’якою є дощова вода, тала вода? Відповідь обґрунтуйте.2. Чому мило не милиться у воді зі значною жорсткістю?3. Як позбавити природну воду розчинених солей Магнію та Кальцію?4. Чи можна усунути постійну жорсткість води кип’ятінням? Чому?5. Чи можна повністю усунути жорсткість води додаванням гашеного вапна? Відповідь аргументуйте.6. Кальцій карбонат масою 20 кг розклали за нагрівання. Унаслідок реакції його маса зменшилася на 2,2 кг. Обчисліть масу кальцій карбонату, яка розклалася, і масу кальцій оксиду, що утворилася.7. Кальцій гідрогенкарбонат кількістю речовини 0,2 моль піддали інтенсивному нагріванню. Обчисліть масу утвореного кальцій карбонату й об’єм карбон(ІV) оксиду (н.у.), що утворилися.8. Некарбонатну жорсткість води, у якій містився кальцій сульфат масою 1,36 г,усунули кальцинованою содою масою 2 г. Обчисліть маси солей, що утворилися  внаслідок реакції.

Хімія – це життя. Завдання. У домашніх умовах з поверхні побутових приладів усуньте накип (відклад нерозчинних карбонатів). Для його виконання вам знадобиться:чайник, каструля або інший побутовий посуд, на стінках якого від тривалогокип’ятіння води утворився накип нерозчинних карбонатів; лимонна чи етанова кислоти (оцет), спеціальний засіб для видалення накипу, придбаний у магазині, вода. Спосіб 1. Усуньте накип з поверхні будь-якого побутового приладу хімічним способом. Для цього приготуйте розчин засобу з розрахунку одна упаковка лимонної кислоти на 3 л води, або 50 мл оцту на такий самий об’єм води. Вилийте виготовлений розчину посудину так, щоб він повністю покривав поверхню з накипом, закрийте кришкою і кип’ятіть близько 5 хв. Після завершення кип’ятіння зачекайте, поки рідина охолоне (реакція може ще продовжуватись). Вилийте розчин з посудини та ретельно ополосніть її. Результати проведеного досліду запишіть у робочий зошит, поясніть їх. Спосіб 2. Якщо маєте змогу придбати один із засобів, призначених для усунення накипу, виконайте дослід, скориставшись ним. Під час виконання досліду чітко дотримуйтесь інструкції, що додається до засобу. Результати проведеного досліду запишіть у робочий зошит, а також зазначте основну речовину у складі засобу, призначену для зняття накипу.