Тема 11. Жесткость воды
Присутствие в воде ионов Ca2+ иMg2+ обусловливает так называемую жесткость воды. Различают временную и постоянную жесткость.
Временная (карбонатная) жесткость обусловлена присутствием в воде только гидрокарбонатов кальцияCa(HCO3)2и магнияMg(HCO3)2. Временную жесткость можно устранить, если воду подвергнуть кипячению.
Постоянная (некарбонатная)жесткость обусловлена присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния:CaSO4,MgSO4,CaCl2,MgCl2.
Временная и постоянная жесткости вместе составляют общую жесткость.
Классификация воды по уровню жесткости
|
Класс воды |
Общая жесткость, ммоль/л |
|
Очень мягкая |
до 1,5 |
|
Мягкая |
1,5 – 3,0 |
|
Умеренно жесткая |
3 – 6 |
|
Жесткая |
6 – 9 |
|
Очень жесткая |
более 9 |
Жесткость выражается количеством миллимолей эквивалентов ионов кальция, магния или их солей в одном литре воды. Расчет жесткости можно произвести по следующей формуле:
где Ж – жесткость воды, ммоль/л; m– масса ионов кальция или магния (или их солей), г;MЭ – эквивалентная масса кальция или магния (или их солей), г/моль;V– объем воды, л.
По указанной формуле жесткость рассчитывается отдельно по кальцию и магнию, а затем суммируется.
Пример 1.
Вычислить жесткость воды, зная, что в 1500 л ее содержится 607,5 г Ca(HCO3)2.
Решение.
Эквивалентная масса Ca(HCO3)2равна 81 г/моль. Рассчитываем жесткость воды по формуле
.
Класс воды – умеренно жесткая.
Пример 2.
Сколько граммов СaSO4содержится в 2 м3 воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 ммоль/л?
Решение.
Эквивалентная масса CaSO4равна 136,14/2 = 68,07 г/моль.
Выражаем массу соли через формулу определения жесткости:
подставляя значения,
получаем:
.
Пример 3.
Сколько граммов соды надо прибавить к 750 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 6 ммоль/л?
Решение.
В 750 л воды содержится 750 6 = 4500 ммоль/л солей, обусловливающих жесткость воды. Эквивалентная масса соды Na2CO3 – 53 г/моль. Для устранения жесткости следует прибавить: 4500 53 10–3 = 238,5 г соды.
Пример 4.
Вычислить карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100см3 этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 6,25 см30,08 н. раствораHCl.
Решение.
Вычисляем количество миллимолей соляной кислоты, пошедшей на титрование: 6,25 0,08 = 0,5 ммоль.
Такое же количество гидрокарбоната будет содержаться в 100 см3 воды.
В литре воды будет
присутствовать
ммоль/л
гидрокарбоната кальция.
Следовательно, карбонатная жесткость воды равна 5 ммоль/л.
Контрольные вопросы и задачи
|
201. |
Cколько граммов карбоната натрия надо прибавить к 400 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 3 ммоль/л? |
|
202. |
Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 мэкв. Сколько граммов сульфата магния содержится в 300 л этой воды? |
|
203. |
Вычислите жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержится 65,7 г гидрокарбоната магния и 61,2 г сульфата кальция. |
|
204. |
Жесткость воды, в которой растворен только гидрокарбонат кальция, равна 4 ммоль/л. Сколько 0,1 н. раствора НСl потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 75 см3 этой воды? |
|
205. |
В 1 м3 воды содержится 140 г сульфата магния. Вычислите жесткость этой воды. |
|
206. |
Вода, содержащая только гидрокарбонат магния, имеет жесткость 3,5 ммоль/л. Сколько граммов гидрокарбоната магния содержится в 200 л этой воды? |
|
207. |
К 1 м3 жесткой воды прибавили 132,5 г карбоната натрия. На сколько миллимоль на литр понизилась жесткость? |
|
208. |
Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 50 л воды потребовалось прибавить 21,2 г карбоната натрия? |
|
209. |
Сколько граммов CaSO4 содержится в 200 л воды, если жесткость, обусловливаемая этой солью, равна 8 ммоль/л? |
|
210. |
Сколько граммов карбоната натрия надо прибавить к 0,1 м3 воды, чтобы устранить жесткость, равную 4 ммоль/л? |
|
211. |
К 100 л жесткой воды прибавили 12,95 г гидроксида кальция. На сколько миллимоль на литр понизилась карбонатная жесткость? |
|
212. |
Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция? |
|
213. |
Сколько граммов гидроксида кальция надо прибавить к 275 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5,5 ммоль/л? |
|
214. |
Скольким миллимолям - эквивалентам равняется жесткость воды, если для устранения ее к 100 л воды потребовалось прибавить 15,9 г соды? |
|
215. |
Сколько граммов гашеной извести надо прибавить к 1000 л воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную 2,86 ммоль/л? |
|
216. |
Вычислите временную жесткость воды, зная, что на реакцию с гидрокарбонатом, содержащимся в 100 мл этой воды, израсходовано 5 миллилитров 0,1 н. раствора соляной кислоты. |
|
217. |
Жесткость воды, содержащей только гидрокарбонат кальция, равна 1,785 ммоль/л. Определите количество гидрокарбоната в литре этой воды. |
|
218. |
Какова временная жесткость воды, в литре которой содержится 0,146 г гидрокарбоната магния? |
|
219. |
Вычислите постоянную жесткость воды, зная, что для удаления ионов кальция, содержащихся в 50 л этой воды, потребовалось прибавить к воде 10,8 г безводной буры. |
|
220. |
Путем анализа было установлено, что в одном литре исследуемой воды содержится 42 мг ионов магния и 112 мг ионов кальция. Вычислите общую жесткость воды. |