Ensinnäkin selvitetään, miksi se on ongelma, kun vesi on liian kovaa. Sen säännöllinen vedenkulutus aiheuttaa kivien ilmaantumista eritysjärjestelmään. Sen käyttäminen kylpemiseen tai pesuun voi usein aiheuttaa ihoärsytystä, erityisesti lapsilla. Lisäksi se voi aiheuttaa tiettyjä haittoja jokapäiväisessä elämässä: veden kovuudesta vastaavat metallisuolat (kalsium ja magnesium) voivat muodostaa erityisiä yhdisteitä (liukenemattomia) saippuan sisältämien rasvahappojen kanssa.
Kokeillaan:
- Kaada vettä pulloon "40"-merkkiin asti.
- Lisää kaikki 0,2 m kalsiumkloridiliuosta injektiopullosta.
- Ota polttoaineliesi ja laita siihen kynttilä. Ota sitten suojakäsineet pois ja sytytä kynttilä. Asenna liekkihajotin liesille.
- Aseta pullo liekkihajottimen päälle. Odota 15 minuuttia.
- Kaada kaikki 0,3 M natriumbikarbonaattiliuos injektiopullosta.
- Sen jälkeen pullossa oleva vesi samenee.
Mikä on veden kovuus?
Väliaikainenja jatkuva veden kovuus. Mikä on vakio?
Tämä on tietty arvo, joka heijastaa veteen liuenneiden eri metallien, kuten kalsiumin, mangaanin ja raudan, suolojen määrää. Väliaikainen kovuus (joka voidaan poistaa) ja pysyvä kovuus. Väliaikainen kiristys johtuu kalsium- ja magnesiumbikarbonaatista ja pysyvä kiriste niiden sulfaateista ja klorideista (CaCl2 ja MgCl2). Voimme päätellä, että kova vesi on vettä, jossa on useita metallisuoloja samanaikaisesti.
Kun lisäämme siihen kalsiumkloridia, lisäämme keinotekoisesti sen kovuutta. Kuten edellä mainittiin, CaCl2 aiheuttaa pysyvän karbonaattittoman kovuuden vedessä. Ja yksi osa kokeetamme osoitti tämän tosiasian: keitettäessä seiniin ei tapahdu havaittavaa saostumista.
Natriumbikarbonaatin lisääminen NaHCO3 johtaa kalsiumbikarbonaatin muodostumiseen liuoksessa:2 NaHCO3 + CaCl 2 =Ca (HCO3)2 + 2NaCl, ja Ca (HCO3)2 muodostumisen vuoksi kovuus vedestämme tulee väliaikaista - nyt se voidaan poistaa keittämällä.
Miksi kalkki kerääntyy ja miten se poistetaan
Kalkkikivi (tai kalkkikivi) on liukenematon kalsiumkarbonaatti, joka saostuu kalsiumbikarbonaatin lämpöhajoamisen aikana. Vaikka paksu harmaasävykerros ei tee ruoasta kauniimpaa, siitä ei ole haittaa. Lisäksi se voi poistaa hanaveden liiallisen kovuuden. Lisäksi kalkki on helppo poistaa teekannuista ja kattiloista puhdistamalla nesitruunahappoliuos.
Kuinka pehmentää vettä
Vesi, joka sisältää pienen määrän metallisuoloja, on pehmeää. Ja kovuuden uuttoprosessi pehmentää sitä. Helpoin tapa pehmentää, kuten kokeessamme näkyy, on keittäminen. Kuumennettaessa kalsium- ja magnesiumbikarbonaatit hajoavat termisesti. Tämä prosessi poistaa vain väliaikaisen (karbonaattikovuuden) (pysyvä veden kovuus voidaan poistaa muilla menetelmillä). Kovuus säilyy vakiona: kalsiumkloridilla CaCl2 kyllästetty vesi ei jätä jäämiä keitettäessä. Tislaus liittyy läheisesti tähän toimintaan. Tislausprosessin aikana haihtunut neste tiivistyy jäähdytetylle pinnalle ja kerääntyy siten pisaroiden muodossa. Tällä tavalla puhdistettua vettä kutsutaan tislatuksi. Se ei sovellu juotavaksi, koska se huuhtoo mineraaleja elimistöstä. Sitä käytetään kuitenkin laaj alti tieteessä ja teollisuudessa.
Toinen tapa pehmentää on käyttää reagensseja. Ne siirtävät magnesium- ja kalsium-ioneja muotoon, joka ei liukene lisäämällä tiettyjä kemikaaleja, kuten kalsiumhydroksidia (prosessia kutsutaan kalkin pehmenemiseksi). Kuten keittäminen, kalkin pehmentäminen poistaa vain karbonaattikovuuden.
Pystävän veden kovuuden poistaminen
Pysyvän (karbonaattittoman) kovuuden saamiseksi tarvitaan syvempää veden pehmennystä, joten niissä käytetään sammutetun kalkin lisäksi karbonaattianatrium.
Metalli-ionien tehokkaampaan poistoon käytetään "suuria tykkejä" – natriumfosfaattia:
Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4=Mg3(PO4)2=+ 6Na+.
Tämän pehmennysmenetelmän haittana on, että meille annetut reagenssit on annosteltava tarkasti. Teollisuudessa vedenpehmennystekniikkaa ioninvaihtohartseilla käytetään laajimmin. Asiantuntijat kuljettavat vettä suodattimen läpi, joka säilyttää metalli-ionit (kalsium, mangaani, rauta, magnesium). Nämä "loukkuun jääneet" hiukkaset korvataan kalium-, natrium- tai vety-H+-ioneilla, jotka vapautuvat liuokseen. Tämä menetelmä on tehokas myös silloin, kun jatkuva veden kovuus häiritsee sinua.
Johtopäätökset: kumpi on parempi?
Kumpi vesi sopii sinulle paremmin - kova vai pehmeä? Vastaus on yksinkertainen: kaikki on hyvää kohtuudella. Ihanteellinen vaihtoehto päivittäiseen kotikäyttöön on keskikovuus vesi, joka sisältää pienen määrän haitallisia aineita. Oikea tasapaino on aina tie harmoniaan.
