"Жесткость воды"

« Жесткость воды и способы ее устранения»

Цель работы:

• Изучить понятие «жесткость воды», её влияние и способы устранения жесткости.
• Провести исследование жесткости различных видов воды.
• Проверить полученные знания по теме.

Содержание работы:

• Вода-источник всего живого.
• Определение жесткости воды и ее негативное влияние.
• Виды жесткости.
• Способы устранения жесткости.
• Уравнения устранения жесткости.
• Практическая часть.
• Тест «Проверь себя».
• Используемые материалы.

Вода-источник всего живого.

Вода́  —химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета, запаха и вкуса. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой.

Вода-источник всего живого.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют несколько видов воды: мягкая и жесткая вода, минеральная вода, дистиллированная вода…

Вода-источник всего живого.

Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов.

Жесткость воды.

Природная вода, проходя через известковые горные породы и почвы, обогащается солями кальция и магния ( а также железа) и становится жесткой.

Жесткость воды.

Жёсткость воды   — свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

Вода

Жесткая

Мягкая

Средняя жесткость

Высокая жесткость

менее 2 ммоль/л

2 - 10 ммоль/л

более 10 ммоль/л

Негативное влияние.

• Заболевание суставов.
• Накопление солей в организме.
• Образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.
• Образование накипи.
• Ухудшение вкуса пищи, приготовленной на жёсткой воде.
• Плохо растворяет мыло.

Виды жесткости.

Ca(HCO 3 ) 2

Mg(HCO 3 ) 2

Жесткость

Временная жесткость

Постоянная жесткость

Временная жесткость.

Временная жесткость вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция, магния и железа и устраняется простым кипячением. При этом гидрокарбонаты разлагаются, и в осадок выпадают вещества, образующие накипь.

Постоянная жесткость.

Постоянная жесткость обусловлена другими солями кальция и магния(сульфаты, хлориды, нитраты и др.). Такая жесткость не устраняется кипячением воды, так как растворы этих солей устойчивы к нагреванию.

Способы устранения жесткости.

Промышленные:

• Добавление кальцинированной соды Na 2 CO 3
• Добавление гашеной извести Ca(OH) 2

Бытовые:

• Кипячение и вымораживание
• Фильтрование
• Добавление умягчителей

Кипячение и вымораживание.

Кипячение снижает общую жесткость на 30-40%. При нагревании жесткой воды образуется накипь - нерастворимые соединения кальция, магния и оксид железа(III).

Вымораживание снижает общую жесткость на 70-80%.

Фильтрование.

Фильтрование снижает общую жесткость до 80%.Внутри картриджа фильтра содержится смесь из активированного угля и катионообменники. Уголь адсорбирует вредные органические вещества и хлориды. Катионообменники снижают общую жесткость.

Добавление умягчителей.

Снижение общей жёсткости достигает 100%. Умягчители предназначены для снижения общей жёсткости воды в стиральных машинах. Воду нельзя использовать для приготовления пищи, нельзя пить.

Добавление Na 2 CO 3 или Ca(OH) 2

Кроме кипячения, устранить временную жесткость можно гашеной известью Ca(OH) 2 .

Постоянную жесткость устраняют, обрабатывая воду раствором соды Na 2 CO 3 .

Уравнения устранения жесткости.

• Временной жесткости

• Кипячение Добавление гашеной извести Ca(OH) 2
• Кипячение
• Добавление гашеной извести Ca(OH) 2

• Постоянной жесткости

• Добавление соды Na 2 CO 3
• Добавление соды Na 2 CO 3

Устранение временной жесткости

• Кипячение

Ca(HCO 3 ) 2  = CO 2 ↑ + CaCO 3 ↓ + H 2 O

Mg(HCO 3 ) 2  = Mg(OH) 2 ↓ + CO 2 ↑

• Добавление гашеной извести Ca(OH) 2

Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 =2CaCO 3 +2H 2 O

Mg(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 =CaCO 3 xMgCO 3 +H 2 O

Устранение постоянной жесткости.

• Добавление соды Na 2 CO 3
• Добавление соды Na 2 CO 3

Ca(NO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3

2MgSO 4 +H 2 O + Na 2 CO 3 = Mg(OH) 2 CO 3 ↓+ CO 2 +2Na 2 SO 4

Практическая часть

Исследуемые растворы:

• Водопроводная вода
• Вода «Святой источник»
• Минеральная вода «Нарзан»
• Родниковая вода микрорайона «Матвеевское»

Практическая часть.

Уравнения:

MgCl 2 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 ↓ + 2NaCl

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl

Mg(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 = 2NaHCO 3 + MgCO 3 ↓

Ca(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 = 2NaHCO 3 + CaCO 3 ↓