uabooks.top

E téma tananyaga segít nektek:

új ismereteket szerezni a víz keménységéről; megismerni a vízlágyítás módszereit.

Érdekes

tudnivaló

1 Iiterdnyeper-víz átlagosan 64 mg kalcium- és 12 mg magnézium-iont tartalmaz.

Vízkeménység. Az ipari termelésben, a mindennapi életben szinte mindig édesvizet használunk. A természetben található vizek környezetükből különböző anyagokat (sókat, gázokat) oldanak fel, többek között kalcium- és magnéziumvegyületeket. A víz felhasználhatósága szempontjából különösen fontosak a vízben oldott Ca²⁺- és Mg²⁺-Ionok (80. ábra). Ezek ugyanis nagyon könnyen átalakulhatnak vízben oldhatatlan anyagokká. A vízben oldott kalcium- és magnéziumionok adják a víz keménységét, ami hatással van a víz lehetséges felhasználásá

ra. A lágy vízben a kalcium- és a magnézium-kationok mennyisége nagyon kicsi.

A kemény vízben a szappan¹ kevés habot képez, s mint tudjuk, a hab segít leválasztani a szennyező

részecskéket a szövet felületéről. A szappan összetevői (zsírsavak - palmitinsav, sztearinsav anionjai), kapcsolódva a Ca²⁺- és a Mg²⁺-Wmokhoz, vízben oldhatatlan vegyületekké alakulnak:

Mosás közben a kemény vízben kialakuló fehér pelyhes csapadék beletapad a ruhaneműbe, megszáradva kemény réteget alkot, ami rontja a szövet minőségét

A kemény víz az ipari berendezéseket károsítja, problémát okoz a háztartási készülékekben, melyekben vizet melegítenek vagy forralnak. Ezért sok esetben megpróbálják lágyítani a vizet, vagyis eltávolítani a kalcium- és a magnéziumionokat.

Változó és állandó vízkeménységet különböztetünk meg.

A váltom vízkeménység. A vízben oldott kalti-um-hidrogénkarbonát (Ca(HCO₃)₂) és magnézium-hidrogénkarbonát (Mg(HCO₃)₂) a víz változó keménységét okozza. A változó keménységet a HCOg-ionok miatt karbonátos keménységnek is nevezik. Forralásnál a következő reakciók játszódnak le:

Érdekes

tudnivaló

A mindennapokban a vízkövet ecettel távolítják el.

A keletkezett vízben nem oldódó szabályos sók alkotják a vízkövet, ami kiválik a csővezetékben, illetve a kazán falán. A vízkő rossz hővezető, így rontja a hőátadást, csökkentve a csövek átmérőjét, kisebb lesz az áthaladó vízmennyiség; mindez együtt kazánrobbanást okozhat. Vízkő alakulhat ki a teafőzőedényekben, mosógépekben, melegítő berendezések fütőcsövein (81. ábra), vízcsapokban.

81. ábra

Vízkő kiválása a fűtőcsövön

A karbonátos ásványok (CaCO₃, MgCO₃), melyeken átszivárog az enyhe szén-dioxid tartalmú víz, kölcsönhatásba lépnek egymással és hidrogén-karbonátok keletkeznek:

Külső körülmények változása esetén (hőmérséklet emelkedése, nyomás csökkenése) végbemegy a visszaalakulás. Kiválnak a szabályos sók és különböző formájú cseppkövek keletkeznek: függő cseppkövek - sztalaktitok és álló cseppkövek- sztalagnitok (82. ábra).

82. ábra

Sztalaktitok (fent) és sztalagnitok (lent).

A változó vízkeménység megszüntetésének legegyszerűbb formája a vízforralás. Mint már tudjátok, a hidrogén-karbonátok melegítés hatására karbonátokká alakulnak. Miután ülepítés-sel vagy szűréssel elválasztjuk a vízben nem oldódó anyagokat, a Ca²⁺' és a Mg²⁺ -Ionok meny-nyisége csökken (nem tűnik el teljesen a vízben oldódó szulfátok miatt).

A természetes víz karbonátos keménységét lágyíthatjuk megfelelő vegyszerek hozzáadásával. A változó vízkeménységet okozó ionok leválaszthatók oltott mésszel:

Állandó vízkeménység. Az állandó vízkeménységet a többi vízben oldódó kalcium- és magnéziumvegyületek (például szulfátok, kló-

ridok) adják. Ezért ezt nemkarbonátos keménységnek is szokták nevezni.

A nemkarbonátos keménység forralással nem csökkenthető. Az állandó vízkeménységet okozó Ca^zt- és Mg²Monokat vegyszeres (szódás, trisós) eljárással oldhatatlan vegyületek formájában lehet kicsapni. A kalcinált szóda (Na₂CO₃) hatására szabályos karbonátsók keltekeznek, a Mso(Na₃TO₄) pedig vízben nem oldódó foszfátokat alkot:

A szóda és az ortofoszfát nemcsak az állandó, hanem a változó vízkeménységet is megszünteti:

Az a kis mennyiségű nátrium-ion, amelyik a folyamat során a vízbe kerül, nem okoz lényeges minőségi változást.

írjátok fel az utóbbi reakció ion-molekula egyenletét.

A vízben oldott kalcium- és magnézium-ionok összmennyisége adja a víz általános keménységét.

Egyes termelési ágazatokban a vízlágyításhoz ioncserélő gyantákat használnak. Ezek segítségével nátrium-ionokra cserélhetők a vízkeménységet okozó ionok. A korszerű vízlágyítók komplex vegyületek képződésével hatástalanítják a kalcium- és a magnézium-ionokat: mintegy lekötik őket az oldatban, a hőmérséklet emelése már nem hat rájuk, nem csapódnak ki vízkövet alkotva. Ez technikai célra, mosáshoz, vasaláshoz tökéletes, de emberi fogyasztásra nem ajánlható.

Minden oldott sót a vízből csak desztfflálással lehet eltávolítani, ekkor desztillált vizet kapunk.

ÖSSZEFOGLALÁS

A víz kalcium- és magnéziumsó-tartalma okozza a víz keménységét. A változó vízkeménységet ezeknek az elemeknek a hidro-

gén-karbonátjai okozzák, a többi oldott kalcium- és magnéziumvegyülettől származik a víz állandó keménysége.

A változó keménység csökkenthető forralással és vegyszerekkel: oltott mésszel, kalci-nált szódával; az állandó vízkeménység megszüntethető kalcinált szódával, trisóval (nát-rium-ortofoszfáttal), ioncserélő gyantákkal.

226. Keménynek vagy lágy víznek számít az esővíz, az olvadt hó? A választ indokoljátok.

227. Miért nem habzik a szappan kemény vízben?

228. Hogyan lehet a vizet lágyítani (megszabadulni a kalcium- és a magnézium-ionoktól)?

229. Megszüntethető-e az állandó vízkeménység forralással? Miért?

230. Meg lehet-e szüntetni teljesen a vízkeménységet oltott mész segítségével? A választ indokoljátok.

231. Kémiai elemzés szerint egy, a természetben található forrás

vizének iontartalma a következő: Ca²⁺ - 100 mgd; Mg²⁺ -

24 mgA; HCO₃ - 488 mgd. Határozzátok meg, milyen tömegű csapadék válik ki 0,5 liter ilyen víz forralásánál.

 

 

Ez a tankönyv anyaga Kémia a 11. osztály számára Pavlo Popéi