Твердість води.

Природні води містять хлориди, сульфати, гідрокарбонати кальцію, магнію та інші домішки.

Вода, що містить іони Mg²⁺ і Ca²⁺, називається твердою. Вода, в якій немає іонів Mg²⁺ і Ca²⁺ або їх зовсім мало, називається м’якою.

Розрізняють тимчасову (карбонатну), паостійну, кальцієву, магнієву і загальну твердість води.

Твердість води, обумовлену наявністю гідрокарбонатів магнію та кальцію, називають тимчасовою, наявністю сульфатів і хлоридів кальцію та магнію – постійною.

Кальцієва твердість води обумовлена наявністю у воді солей кальцію, а магнієва – солей магнію.

Сумарну кальцієву та магнієву твердість води називають загальною.

Для пом’якшення води використовують дистиляцію, а також хімічні методи, які забезпечують виведення іонів кальцію та магнію з води у вигляді нерозчинних солей.

Тимчасову твердість усувають кип’ятінням, додаванням вапняної води Са(ОН)₂, гідроксиду натрію NaOH або соди Na₂CO₃:

Са(НСО₃)₂  СаСО₃ + Н₂О + СО₂;

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂  2СаСО₃ + 2Н₂О;

Са(НСО₃)₂ + NaOH  СаСО₃ + Na₂CO₃ + Н₂О;

Са(НСО₃)₂ + Na₂CO₃  СаСО₃ + 2NaНСО₃.

Під час цих реакцій іони кальцію виводяться з розчину у вигляді нерозчинного карбонату СаСО₃.

Постійну твердість води усувають не кип’ятінням, а додованням соди Na₂CO₃ або фосфату натрію Na₃РO₄:

СаSO₄ + Na₂CO₃  CaCO₃ + Na₂SO₄;

3СаSO₄ + 2Na₃РO₄  Са₃(РО₄)₂ + 3Na₂SO₄.

У промисловості для пом’якшення води використовують катіонний обмін. Катіоніти – це тверді речовини, нерозчинні у воді, до складу яких входять рухливі катіоніти, що можуть обмінюватися на катфіони зовнішнього середовища. Під час пропускання води через колонку з катіонітом іони Ca²⁺ і Mg²⁺ затримуються в ньому, а іони натрію переходять з катіоніту у воду:

Na₂R + Ca²⁺  CaR + 2Na⁺

Запитання до семінару

1. Які елементи належать до металів? Що характерне для їх електронних конфігурацій?

2. Метали у періодичній системі.

3. Які у металів спільні характерні ознаки (фізичнф властивості) та чим вони зумовлені?

4. Металічний зв’язок.

5. Що таке сплави?

6. Як утворюються сплави та як їх вивчають?

7. Як визначають та чим характеризують хімічну активність металів?

8. Які загальні хімічні властивості у металів?

9. Чому активні метали схильні до корозії? Як протікає та від чого залежить цей процес?

10. Які є способи захисту металів від корозії?

11. Які загальні промислові способи добування металів? У чому їх суть?

12. Схаракатеризуйте найважливіші закономірності в зміні металічних властивостей елементів у періодичній системі. Поясніть, з чим це пов’язано.

13. Поясніть, куди слід віднести сплави – до хімічних сполук чи до механічних сумішей?

14. Масова частка цинку в латуті 0,32, решта – мідь. Скільки треба взяти кожного з металів, щоб приготувати 25 кг сплаву?

15. Атоми Ніколу та Алюмінію в одному з їх сплаві знаходяться у співвідношені 1:10. Обчисліть вміст нікелю у сплаві.

16. Які метали належать до лужних? Чим зумовлена така назва?

17. Якими спільними ознаками характеризуються лужні метали?

18. За якими ознаками лужні метали різняться один від одного? Якими хімічними реакціями це можна довести?

19. Як пояснити істотну відмінність літію від інших лужних металів?

20. Гідриди лужних металів використовують у лабораторній практиці як ефективні відновники. Чим це можна пояснити? Наведіть приклади.