Такая разная вода

МОУ «СОШ села Березина Речка Саратовского района
Саратовской области»
Такая разная вода
Выполнила: ученица 9 класса
Беджанян Ирина
2013г.
2
Содержание
Введение…………………………………………………………………………3
1. Жёсткость воды и методы её устранения………………………………4-5
2. Значение жесткости воды…………………………………………………………….6-7
3. Единицы измерения жесткости воды………………………………………….8
4. Список литературы………………………………………………………………………9
3
Введение
В настоящее время всё большую актуальность приобретает проблема
очистки, или правильнее сказать подготовки воды. Причём не только воды
для питья и приготовления пищи, но и той, которая используется в быту - для
стирки, мытья посуды и т.д. Существует проблема, общая как для
загородных домов с автономной системой водоснабжения, так и для
городских квартир. Имя этой проблемы - жёсткость воды. И если на качество
питьевой воды жёсткость хоть и влияет, но не столь сильно, то для
современной бытовой техники, автономных систем горячего водоснабжения
и отопления, новейших образцов сантехники необходимость борьбы с
жесткостью крайне актуальна.
1.Жёсткость воды и методы её устранения
Так как кальций широко распространен в природе, его соли в большом
количестве содержатся в природных водах. Вода, имеющая в своем составе
соли магния и кальция, называется жесткой водой. Если соли присутствуют
в
воде
в
небольших
количествах
или
отсутствуют,
то
вода
называется мягкой. В жесткой воде мыло плохо пенится, поскольку соли
кальция и магния образуют с ним нерастворимые соединения. В ней плохо
развариваются пищевые продукты. При кипячении на стенках паровых
котлов образуется накипь, которая плохо проводит теп-лоту, вызывает
увеличение расхода топлива и изнашивание стенок котла. Жесткой водой
нельзя
пользоваться,
проводя
ряд
технологических
процессов
(крашение). Образование накипи: Са + 2НСО3 = Н2О + СО2 + СаСО3?.
Перечисленные выше факторы указывают на необходимость удаления
из воды солей кальция и магния. Процесс удаления этих солей
называется водоумягчением, является одной из фаз обработки воды
(водоподготовки).
4
Водоподготовка – обработка
воды, используемая
для различных
бытовых и технологических процессов.
Жесткость воды подразделяется на:
1) карбонатную жесткость (временную), которая вызывается наличием
гидрокарбонатов кальция и магния и устраняется с помощью кипячения;
2) некарбонатную
жесткость
(постоянную),
которая
вызывается
присутствием в воде сульфитов и хлоридов кальция и магния, которые при
кипячении не удаляются, поэтому она называется постоянной жесткостью.
Верна формула: Общая жесткость = Карбонатная жесткость +
Некарбонатная жесткость.
Общую жесткость ликвидируют добавлением химических веществ или
при помощи катионитов. Для полного устранения жесткости воду иной раз
перегоняют.
При применении химического метода растворимые соли кальция и
магния переводят в нерастворимые карбонаты:
Более модернизированный процесс устранения жесткости воды – при
помощи катионитов.
Катиониты – сложные вещества (природные соединения кремния и
алюминия, высокомолекулярные органические соединения), общая формула
которых – Na2R, где R – сложный кислотный остаток.
При пропускании воды через слой катионита происходит обмен ионов
(катионов) Na на ионы Са и Mg: Са + Na2R = 2Na + CaR.
Ионы Са из раствора переходят в катионит, а ионы Na переходят из
катионита в раствор. Чтобы восстановить использованный катионит, его
необходимо промыть раствором поваренной соли. При этом происходит
обратный процесс: 2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl
5
2.Значение жесткости воды
Жёсткость воды определяется содержанием в воде растворенных солей
кальция и магния, которые при нагревании выпадают в осадок, образуя
налёт, всем хорошо известный как накипь. Сравнительно безобидная на
стенках чайника накипь может стать причиной преждевременного выхода из
строя сантехники, посудомоечных и стиральных машин (недаром дорогие
модели бытовой техники снабжены встроенными умягчителями).
Накипь может стать причиной преждевременного выхода из строя
сантехники, посудомоечных и стиральных машин.
На бытовом же уровне жёсткость проявляет себя значительным (на 3050%) перерасходом моющих средств при стирке белья и умывании, а также
ухудшением потребительских свойств воды. При кипячении достаточно
жёсткой воды на её поверхности образуется плёнка, а сама вода приобретает
характерный привкус. При заваривании чая или кофе в такой воде может
выпадать бурый осадок, теряется вкусовые качества чая. В жёсткой воде с
трудом развариваются пищевые продукты, а сваренные в ней овощи
невкусны. К тому же диетологами установлено, что в жёсткой воде хуже
разваривается мясо. Связано это с тем, что соли жёсткости вступают в
реакцию с животными белками, образуя нерастворимые соединения. Это
приводит к снижению усвояемости белков.
С точки зрения применения воды для питьевых нужд, её приемлемость
по степени жёсткости может существенно варьироваться в зависимости от
местных условий. Порог вкуса для иона кальция в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в
зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того
ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жёсткостью
выше 10 мг-экв/л. Высокая жёсткость ухудшает органолептические свойства
воды, придавая ей горьковатый вкус.
6
Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо
рекомендуемой величины жёсткости по показаниям влияния на здоровье. В
материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил
статистически обратную зависимость между жёсткостью питьевой воды и
сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны
для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом,
однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на
баланс минеральных веществ в организме человека.
3.Единицы измерения жесткости воды
Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в
ней катионов кальция и магния. Рекомендованная единица СИ для измерения
концентрации — моль на кубический метр (моль/м³), однако, на практике для
измерения жёсткости используются градусы жёсткости и миллиграммы
эквивалента на литр (мг-экв/л).
В СССР до 1952 года использовали градусы жёсткости, совпадавшие с
немецкими. В России для измерения жёсткости иногда
использовалась нормальная концентрация ионов кальция и магния,
выраженная в миллиграммах эквивалента на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л
соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или
12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность).
С 1 января 2005 года в России введен ГОСТ Р 52029-2003 Вода[1]. По
новому ГОСТу жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что
соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной
1/2 его моля, выраженной в мг/дм³ (г/м³) (1 °Ж = 1 мг-экв/л).
Иногда указывают концентрацию, отнесённую к единице массы, а
не объёма, особенно, если температура воды может изменяться или если вода
может содержать пар, что приводит к существенным изменениям плотности.
7
Список литературы
1.
http://www.alhimik.ru
2.
Бердоносов С.С., Менделеева Е.А. Химия. Новейший справочник. –
М.: «Махаон», 2009г.
3.
Потапов В.М., Хомченко Г.П. Химия. – М.: «Высшая школа», 2007г
4.
Ходаков Ю.В., Эпинтейн Д.А. Неорганическая химия, - М.:
«Просвещение», 2008г.