Жёсткость воды и способы её устранения
🧪 Химия · 9 класс
Что такое жёсткость воды
Жёсткость воды — это свойство природной воды, обусловленное присутствием в ней растворимых солей кальция и магния. Чем больше в воде ионов кальция Ca(2+) и магния Mg(2+), тем выше её жёсткость. Жёсткая вода создаёт много неудобств: в ней плохо мылится мыло, на стенках чайников, котлов и труб образуется накипь, ухудшаются вкус воды и работа теплового оборудования. Поэтому умягчение воды — важная практическая задача.
Как соли попадают в воду
Природная вода проходит сквозь толщи горных пород и растворяет содержащиеся в них соли. Особенно много кальция вода получает, проходя через известняк. Углекислый газ, растворённый в воде, переводит нерастворимый карбонат кальция в растворимый гидрокарбонат, и так вода становится жёсткой.
Виды жёсткости
Различают два вида жёсткости. Временная, или карбонатная, жёсткость вызвана гидрокарбонатами кальция и магния, например Ca(HCO3)2. Она устраняется простым кипячением. Постоянная жёсткость связана с другими солями — сульфатами и хлоридами, и кипячением не убирается. Сумму временной и постоянной жёсткости называют общей жёсткостью.
| Вид жёсткости | Какие соли вызывают | Как устранить |
|---|---|---|
| Временная | гидрокарбонаты кальция и магния | кипячение |
| Постоянная | сульфаты и хлориды | добавление реагентов |
Способы устранения жёсткости
При кипячении гидрокарбонаты разлагаются, и ионы кальция выпадают в осадок в виде накипи:
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2
Постоянную жёсткость устраняют, добавляя вещества, которые связывают ионы кальция и магния в нерастворимые осадки. Чаще всего добавляют соду:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
В технике для умягчения воды также применяют специальные вещества — ионообменники, которые забирают из воды ионы кальция и магния, отдавая взамен безвредные ионы. Кроме соды, для устранения постоянной жёсткости используют гашёную известь и фосфаты, которые тоже связывают кальций в нерастворимый осадок. Жёсткость воды особенно важно снижать на тепловых электростанциях и в котельных: накипь плохо проводит тепло, из-за неё перерасходуется топливо, а трубы могут перегреваться и разрушаться.
Правило. Общая жёсткость складывается из временной и постоянной. Полностью умягчить воду можно сочетанием кипячения и добавления реагентов.
Частая ошибка: считать, что любую жёсткость убирает кипячение. Кипячение устраняет только временную жёсткость.
Кратко о главном
- Жёсткость воды вызвана ионами кальция и магния.
- Бывает временная (карбонатная) и постоянная.
- Временную жёсткость устраняют кипячением.
- Постоянную — добавлением соды и других реагентов.
- Жёсткая вода даёт накипь и плохо мылится.