Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Жесткость воды

17Н35СОО+Са2+ = 17Н35СОО)2 Са ,

17Н35СОО+Mg2+ = 17Н35СОО)2 Mg .

и пена образуется лишь после полного осаждения этих ионов.

Правда, некоторые синтетические моющие средства хорошо моют в жесткой воде, так как кальциевые и магниевые соли этих веществ легко растворяются в воде.

В жесткой воде с трудом развариваются пищевые продукты, а сваренные в ней овощи невкусны.

Очень плохо заваривается чай и вкус его теряется.

В то же время в санитарно-гигиеническом отношении эти ионы не представляют опасности.

Правда, при большом содержании ионов (как в море и океане)

вода горьковата на вкус и вызывает послабляющее действие на кишечник человека.

Жесткость воды

Жесткая вода непригодна для использования в паровых котлах: растворенные в ней соли при кипячении образуют на стенках котлов слой накипи, который плохо проводит теплоту.

Это приводит к перерасходу топлива, к преждевременному износу котлов, а иногда, в результате перегрева котлов, и к аварии.

Образуется и накипь в чайниках.

Наконец, жесткая вода вредна для металлических конструкций, трубопроводов, кожухов охлаждаемых машин.

Ионы Са2+ обусловливают кальциевую жесткость, а ионы Mg2+

магниевую жесткость.

Общая жесткость складывается из кальциевой и магниевой, т. е. из суммарной концентрации в воде ионов Са2+ иMg2+.

Жесткость воды

По отношению к процессам умягчения воды различают жесткость карбонатную и некарбонатную.

Карбонатной называется жесткость, вызванная присутствием той части ионов Са2+ и Mg2+, которая эквивалентна содержащимся в воде гидрокарбонат-ионам НСО3¯.

Иными словами, карбонатная жесткость вызвана присутствием гидрокарбонатов кальция и магния.

При кипячении гидрокарбонаты разрушаются, образующиеся при этом малорастворимые карбонаты выпадают в осадок и

общая жесткость воды уменьшается на величину карбонатной жесткости.

Поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью.

При кипячении ионы Са2+ осаждаются в виде карбоната:

Са2+ +2НСО3= СаСО3 ↓ +Н2О+СО2 .

Жесткость воды

а ионы Mg2+ – в виде основного карбоната или в виде гидроксида магния (при рН>10,3):

2Mg2+ +2HCO3+2OH=

= (MgOH)2 CO3 ↓ +CO2 ↑ +H2O.

(гидроксид-ионы образуются за счет взаимодействия гидрокарбонат-ионов с водой:

HCO3+H2О = H2CO3 +OH

и равновесие при нагревании смещается вправо).

Остальная часть жесткости, сохраняющаяся после кипячения воды,

называется некарбонатной.

Она определяется содержанием в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот, главным образом сульфатов и хлоридов.

При кипячении эти соли не удаляются, а поэтому некарбонатную жесткость называют также постоянной жесткостью.

Жесткость воды

Рассмотрим количественную характеристику

жесткости воды.

Степень жесткости воды выражается суммой

миллиэквивалентов (мэкв) ионов Са2+ и Mg2+,

содержащихся в 1 л воды.

Так как 1 мэкв жесткости отвечает содержанию

20.04 мг/л ионов Са2+ или 12,16 мг/л ионов Mg2+, то согласно определению общую жесткость воды Ж

мэкв/л) можно вычислить по формуле:

Ж = [Ca2+ ] + Mg2+ , 20,4 12,16

где [Са2+ ] и [Mg2+] – концентрации ионов, мг/л.