Презентація на тему «Вода. Твердість води»

Вода. Твердість води
план
Поняття твердості води
Одиниці вимірювання
Способи усунення твердості
Зображення води


 
Поняття твердості води
Тве́рдість води́ — якщо вода містить значні кількості солей кальцію і магнію, то таку воду називають твердою, а коли цих солей зовсім немає, або вони містяться в незначних кількостях, то — м'якою.
Відрізняють тимчасову, або карбонатну, твердість води і сталу. Тимчасова твердість обумовлюється наявністю кислих карбонатів (гідрокарбонатів) кальцію і магнію: Ca(HCO3)2 і Mg(HCO3)2, а стала — наявністю сульфатів і хлоридів кальцію і магнію: CaSO4, MgSO4, CaCl2 і MgCl2. Загальна твердість води являє собою суму тимчасової і сталої твердості.
Тверда вода непридатна майже для всіх галузей виробництва. Так, наприклад, тверду воду не можна вживати для прання білизни, миття шерсті і фарбування тканин, бо в ній мило втрачає свою мийну здатність. Це пояснюється тим, що розчинний у воді стеарат натрію С17Н35COONa, який становить головну складову частину мила, переходить у нерозчинний стеарат кальцію (або магнію), утворюючи так зване кальцієве (або магнієве) мило:
2С17Н35COONa + CaSO4 = Са(С17Н35СОО)2 ↓ + Na2SO4
При цьому мильна піна утворюється тільки після повного осадження іонів кальцію і магнію, на що непродуктивно витрачається багато мила. Крім того, утворюваний осад кальцієвого і магнієвого мила міцно осідає на волокнах тканин і забруднює їх, а при фарбуванні утворює плями.
Тверда вода непридатна і для цілого ряду інших виробництв: паперового, шкіряного, крохмального, спиртового тощо. Вона непридатна і для паросилового господарства, бо при кип'ятінні води утворюється накип, який погано проводить тепло, внаслідок чого збільшується витрата палива. Накип викликає інтенсивне руйнування стінок котлів, що може призвести до аварії.
Для приготовлення їжі тверду воду теж не вживають, бо в ній погано розварюються м'ясо і овочі. Для пиття вона теж непридатна.

Одиниці вимірювання
Для чисельного вираження твердості води вказують концентрацію в ній катіонів кальцію та магнію. Рекомендована одиниця СІ для вимірювання концентрації — моль на кубічний метр (моль/м³), але, на практиці, для вимірювання твердості частіше використовується мілімоль на літр (ммоль/л).
У різних країнах використовуються різні позасистемні одиниці — градуси твердості.

Способи усунення твердості
Для зниження твердості води застосовують різні способи. Серед них найбільш поширеним є так званий содово-вапняний спосіб. Суть його полягає в тому, що до води додають розраховану кількість розчину гідроксиду кальцію Са(ОН)2 (вапняна вода) і соди Na2CO3. Розрахунок кількості розчинів Са(ОН)2 та Na2CO3 проводять за такими формулами:
VСа(ОН)2 = (Твкарб*VH2O)/(1000*CСа(ОН)2)таVNa2CO3 = (Твнекарб*VH2O)/(1000*CNa2CO3)де CСа(ОН)2 та CNa2CO3 - концентраціїї Са(ОН)2 та Na2CO3 відповідно у моль/дм3,V - об'єми води та розчинів реагентів у см3; Твкарб та Твнекарб - карбонатна та некарбонатна твердості пом'якшуваної води у моль/дм3.

Способи усунення твердості
Гідроксид кальцію знижує карбонатну (тимчасову) твердість:
Ca(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 ↓ + 2Н2О
Mg(НСО3)2 + Са(ОН)2 = MgCO3 ↓ +CaCO3 ↓ +2Н2О
Сода знижує сталу твердість води:
СаСl2 + Na2СО3 = СаСО3 ↓ +2NaCl
MgSO4 + Na2СО3 = MgCO3 ↓ + Na2SO4

Способи усунення твердості
Утворені осади карбонатів кальцію і магнію відфільтровують. Карбонатну твердість можна усунути також шляхом нагрівання води до кипіння. При цьому кислі карбонати розкладаються з утворенням нормальних карбонатів кальцію і магнію, які виділяються в осад:
Са(НСО3)2 = СаСО3 ↓ + Н2О + СО2 ↑
Mg(НСО3)2 = MgСО3 ↓ + Н2О + СО2 ↑
Тому карбонатну твердість називають також тимчасовою.
Також дієвим та економічно вигідним є використання іонітів(іоннообмінних смол) які за рахунок заміщення металу солей твердості на натрій, при повному насиченні смоли, її регенерують.

Зображення води
Зображення води
Зображення води
Зображення води