Случаи постоянной и временной жёсткости воды

Задача 1029.

Присутствие каких солей в природной воде обусловливает ее жесткость? Какие химические реакции происходят при добавлении к жесткой воде: а) Na₂CO₃; б) NаOН; в) Са(ОН)₂? Рассмотреть случаи постоянной и временной жёсткости.

Решение:
Жёсткость воды обуславливает наличие в ней растворимых солей кальция и магния. Различат временную (или карбонатную жёсткость), обусловленную наличием гидрокарбонатов кальция и магния и постоянную (или жёсткость, которая определяется наличием хлоридов, нитратов и др. растворимых солей кальция и магния) жёсткость.

Химические реакции, происходящие при добавлении к жёсткой воде:

а) Na₂CO₃ + Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + 2NaHCO₃;

Na₂CO₃ + Mg(НСО₃)₂ = MgСО₃↓ + 2NaHCO₃;

Na₂CO₃ + СаCl₂ = СаСО₃↓ + 2NaCl;

Na₂CO₃ + MgCl₂ = MgСО₃↓ + 2NaCl.

Na₂CO₃ используется для устранения общей жёсткости воды (карбонатный метод).

б) 2NаOН + Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O;

4NаOН + Mg(НСО₃)₂ = Mg(OH)₂↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O;

2NaOH + MgCl₂ = Mg(OH)₂↓ + 2NaCl.

в) Ca(OH)₂ + Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + 2H₂O;

2Ca(OH)₂ + Mg(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O;

Ca(OH)₂ используется для устранения временной жёсткости воды (известковый метод).

Задача 1030.
Сколько граммов Са(ОН)₂ необходимо прибавить к 1000 л воды, чтобы удалить временную жесткость, равную 2,86 мэкв/л?.
Решение:
Для устранения временной жесткости методом осаждения используют известковый метод, основанный на осаждении гидрокарбонатов кальция и магния.

Уравнения реакций:

Ca(OH)₂ + Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + 2H₂O;

2Ca(OH)₂ + Mg(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O;

Согласно закону эквивалентов на устранение жёсткости затрачивается эквивалентное количество Са(ОН)₂. Тогда получим:

1/2 [СаОН)₂] = 2,81 мэкв. или 1,405 ^. 10^-3 моль.

Теперь рассчитаем массу Са(ОН)₂:

m(Ca(OH)₂) = [СаОН)₂] ^. M[СаОН)₂] ^. V(мл)= (1,405 ^. 10^-3) ^. 74 ^. 1000= 106 г.