8. Металлические элементы и их соединения. Металлы
8.3. Металлические элементы главной подгруппы II группы1
8.3.9. Твердость воды
Жесткость воды обусловлена наличием растворимых в ней солей. При использовании жесткой воды расходуется значительно больше моющих средств, образуется накипь на посуде и нагревательных приборах. Очень мягкая вода может вызывать коррозию труб.
Различают два вида жесткости воды: временную и постоянную.
Временная (карбонатная) жесткость обусловлена наличием в воде гидрогенкарбонатов Кальция Са(НСO3)2 и Магния Mg(HCO3)2. Вода, которая всегда содержит незначительное количество растворенного карбон(ИV) оксида, протекает сквозь горную породу, состоящую из нерастворимых карбонатов. Под влиянием карбонатной кислоты они превращаются в растворимые гідрогенкарбонати.
Постоянное движение воды вызывает вымывание пород (образование пещер1).
Карбонатную жесткость устраняют кипячением:
Химические пути устранения временной жесткости:
1) известняковый метод:
2) натронний метод:
3) содовый метод:
4) фосфатный метод:
Постоянная (некарбонатная) жесткость воды обусловлена наличием в воде сульфатов и хлоридов Кальция и Магния (главным образом), а также Железа и Марганца. Пути устранения:
а) содовый метод:
б) фосфатный метод:
в) іонітний метод - ионы Ca2+ и Mg2+ замещаются на ионы Na+ (или Н+)2:
Существуют иониты, которые полностью знесолюють воду (метод обессоливания) - все ионы замещаются на ионы Н+ и ОН-. Иониты (катиониты и анионита)- твердые высокомолекулярные полікислоти или поліоснови (ионообменные смолы) - нуждаются в периодической регенерации;
г) обратный осмос: используют полупроницаемые мембраны (полиамидные), вследствие чего удаляется большинство (до 99,9 %) солей; применяют для подготовки питьевой воды;
ґ) электродиализ, основанный на удалении из воды солей под воздействием электрического поля;
д) дистилляция, то есть перегонка (выпаривания с последующей конденсацией воды.
Жесткость воды измеряют в моль/м3, ммоль/л, однако на практике ее чаще выражают через молярну концентрацию эквивалентов (нормальную концентрацию) ионов Кальция и Магния в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л): И мг-экв/л соответствует 20,04 мг Са2+ (или 12,16 мг Mg2+), которые содержатся в и л воды. Если жесткость воды меньше 2 мг-экв/л, то вода мягкая, 2-10 - средняя, свыше 10 - твердая.
________________________________________________________________
1 ...и образования в этих пещерах удивительных галерей и «дворцов», которые состоят из сталактитов, сталагмитов, колонн.
2 В промышленности используют одно - или двухступенчатое Na- и К-катионирования.