Попередня сторінка: 27. Ásók
Наступна сторінка: 29. A szilikátok. A szilikátipar termékei.
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 Cazt- 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
Наступна сторінка: 29. A szilikátok. A szilikátipar termékei.