2.6. Жесткость воды и методы её устранения
Для ответов на контрольные вопросы рекомендуем воспользоваться литературой 5, 6, 7, 9, 11, 14, 15.
Жесткость воды обусловлена присутствием в воде растворимых солей кальция и магния.
Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:
Поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой или временной.
Некарбонатная жесткость вызывается присутствием в воде сульфатов (а также хлоридов) кальция и магния. Кипячением она не устраняется и поэтому называется постоянной.
Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости дает общую жесткость воды.
Принято жесткость выражать молярной концентрацией эквивалентов кальция и магния (z = 2) в моль на 1 л воды или (ммоль/л). Практически при этом указывают молярную концентрацию эквивалентов раствора солей, умноженную на 1000.
Зная, что мольные
массы эквивалентов кальция и магния
(Z=2)
равны 20,04 и 12,16 соответственно, можно
рассчитать жесткость по солевым
концентрациям этих ионов
и
,
ммоль/л
Так же жесткость можно определить, зная массу соли, обуславливающей жесткость воды или вещества, применяемого для устранения жесткости воды по формуле:
, ммоль/л
где
- масса вещества, обуславливающего
жесткость воды или применяемого для
устранения жесткости воды, мг;
-
молярная масса эквивалента вещества;
- объем воды, л.
Пример
1. Сколько
граммов
содержится
в 1000 л воды, если жесткость, обусловленная
присутствием этой соли, равна 4 ммоль/л?
Решение:
Из формулы
выразим массу вещества, обуславливающего
жесткость воды:
,
мольная масса
136,14 г/моль,
тогда молярная масса эквивалента 136,14
: 2 = 68,07 г/моль, найдем массу сульфата
кальция m
(
)
=4
68,07
1000 = 272,28 г.
Пример 2.
Вычислите карбонатную жесткость воды,
зная, что на титрование 100 см3
этой воды, содержащей гидрокарбонат
кальция, потребовалось 6,25 см3
раствора
с молярной концентрацией эквивалента
0,08 моль/л.
Решение:
Жесткость воды рассчитывают по формуле
,
количество вещества
можно рассчитать из формулы
,
тогда количество вещества
в соответствии с реакцией:
будет в два раза
меньше, чем у
=
0,0025 моль, тогда масса
:
m(
)
= M(
)
· 0,0025 = 100 ·
0,0025 = 0,25 г.
Теперь рассчитываем жесткость:
.
Контрольные вопросы
281. Присутствие
каких солей в природной воде обуславливает
её жесткость? Какие химические реакции
происходят при добавлении к жесткой
воде: а)
;
б)
;
в)
|
282. К 500 л жесткой воды прибавили 132,5 г карбоната натрия. Насколько понизилась жесткость? |
283. Сколько граммов необходимо прибавить гидроксида кальция к 100 л воды, чтобы удалить временную жесткость равную 4,29 ммоль/л? |
284. Вычислить временную жесткость воды, зная, что на реакцию с гидрокарбонатом, содержащимся в 100 мл этой воды, потребовалось 5 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. |
285. Чему равна временная жесткость воды, в 1 л которой содержится 0,185 г гидрокарбоната магния? |
286. Жесткость воды содержащей только гидрокарбонат кальция, равна 2,50 ммоль/л. Определить массу гидрокарбоната в 1 л воды. |
287. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 100 л воды, чтобы устранить её жесткость, равную 5,00 ммоль/л? |
288. Сколько карбоната натрия надо добавить к 100 л воды, чтобы устранить общую жесткость, равную 6,90 ммоль/л? |
289. В
1 л воды содержится 24 мг ионов
|
290. При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, выпал осадок массой 7 мг. Чему равна жесткость воды? |
291. В чем заключается ионообменный способ устранения жесткости воды? Сколько граммов необходимо прибавить к 250 мл воды, чтобы удалить временную жесткость, равную 3,60 ммоль/л? |
292. Какие
соли обуславливают жесткость природной
воды? Какую жесткость называют
карбонатной и некарбонатной? Какую
массу
|
293. Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 1000 л которой содержится 81 г гидрокарбоната кальция? |
294. В 5 м3 воды воды содержится 120 г сульфата магния и 272 г сульфата кальция. Вычислите жесткость этой воды. |
295. Вода, содержащая только гидрокарбонат кальция, имеет жесткость 4,00 ммоль/л. Какая масса гидрокарбоната кальция содержится в 200 л этой воды? |
296. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать её мягкой? Введением каких ионов можно умягчить воду? Составьте уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 16,2 г гидрокарбоната кальция? |
297. Вода, содержащая только гидрокарбонат магния, имеет жесткость 5,3 ммоль/л. Какова масса гидрокарбоната магния содержащегося 1 м3 этой воды. |
298. Жесткость воды, в которой растворен только гидрокарбонат магния, равна 2 ммоль/л. Какой объем раствора с молярной концентраций эквивалента 0,05 моль/л потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 100 мл этой воды. |
299. В 10 л воды содержится 36 мг ионов магния и 100 мг ионов кальция. Чему равна жесткость этой воды? |
300. Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л её содержится 0,146 г гидрокарбоната магния и 0,324 г гидрокарбоната кальция? |
?
Рассмотреть случаи постоянной и
временной жесткости.
и
148 мг ионов
.
Вычислить общую жесткость воды.
надо прибавить к 10 л воды, чтобы
устранить её карбонатную жесткость,
равную 4,5 ммоль/л?