ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
103
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ
Природная вода содержит растворенные вещества, попа-
дающие в нее в процессе естественного круговорота. Наличие
растворенных солей кальция, магния и железа (II) обуславливает
жесткость воды.
Различают два вида жесткости:
• временная, или карбонатная
К
Ж ;
• постоянная, или некарбонатная
Н
Ж .
Карбонатная жесткость определяется количеством раство-
ренных в воде гидрокарбонатов кальция, магния, железа
23
)HCO(Ca ,
23
)HCO(Mg и
23
)HCO(Fe . Некарбонатная же-
сткость
Н
Ж обусловлена наличием растворенных в воде хлори-
дов или сульфатов:
2
CaCl
,
2
MgCl
,
4
MgSO
и т.д.
Общая жесткость воды
Ж равна сумме карбонатной и
некарбонатной жесткости:
НК
ЖЖЖ += .
В Российской Федерации жесткость воды, как правило,
выражают в градусах жесткости. 1 градус жесткости соответст-
вует содержанию в 1 л воды 1 миллимоль катионов кальция или
1 миллимоль катионов магния.
Пример 1. Определить жесткость воды, в 1 л которой
содержится 0,2 г катионов кальция и 0,072 г катионов магния.
Вначале определим количество вещества для каждого катиона:
ммоль5илимоль005,0
40
2,0
M
m
)Ca( ===ν ;
ммоль3илимоль003,0
24
072,0
M
m
)Mg( ===ν
.
Общая жесткость будет составлять
о
8илил/ммоль835)Mg()Ca(Ж =+=ν+ν= .
Пример 2. Определить жесткость воды, в 3 л которой
содержится 0,9 г кальция и 0,108 г магния. Сначала необходимо
найти массу кальция и магния, содержащихся в 1 л воды, а затем
рассчитать их количество вещества:
104
г3,0
3
9,0
)Ca(m == ; г036,0
3
108,0
)Mg(m == ;
ммоль5,7моль0075,0
40
3,0
M
m
)Ca( ====ν
;
ммоль5,1моль0015,0
24
036,0
M
m
)Mg( ====ν ;
о
9л/ммоль95,15,7)Mg()Ca(Ж ==+=ν+ν= .
В зависимости от количества растворенных солей воду
принято подразделять на жесткую (более
о
4 жесткости), сред-
нежесткую (от
о
2 до
о
4 ) и мягкую (менее
о
2 ).
Устранение жесткости
Жесткость воды вредна для многих технологических про-
цессов, например, при использовании жесткой воды в паровых
котлах растворенные соли осаждаются на стенах в виде накипи,
что существенно снижает теплоотдачу.
Временную (карбонатную) жесткость можно удалить ки-
пячением воды, при этом гидрокарбонаты разлагаются:
OHCOCaCO)HCO(Ca
223
t
23
o
++→ .
Следует отметить, что гидрокарбонат магния разлагается с
одновременным гидролизом до гидроксокарбоната магния или
гидроксида магния:
OHCO3CO)MgOH()HCO(Mg2
2232
t
23
o
++→ ;
22
t
23
CO2)OH(Mg)HCO(Mg
o
+→ .
Распад гидрокарбоната двухвалентного железа сопровож-
дается сразу двумя процессами: полным гидролизом и окисле-
нием до трехвалентного железа:
23
t
2223
CO8)OH(Fe4OH2O)HCO(Fe4
o
+→++ .
Другой способ устранения карбонатной жесткости – из-
весткование (добавление к воде гидроксида кальция). В резуль-
тате добавления извести
2
)OH(Ca гидрокарбонаты переводятся
в трудно растворимые карбонаты:
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ 0,9 0,108
m(Ca ) = = 0,3 г ; m(Mg ) = = 0,036 г ;
3 3
Природная вода содержит растворенные вещества, попа- m 0,3
дающие в нее в процессе естественного круговорота. Наличие ν(Ca ) = = = 0,0075 моль = 7,5 ммоль ;
M 40
растворенных солей кальция, магния и железа (II) обуславливает
жесткость воды. m 0,036
ν(Mg ) = = = 0,0015 моль = 1,5 ммоль ;
Различают два вида жесткости: M 24
• временная, или карбонатная Ж К ; Ж = ν(Ca ) + ν(Mg ) = 7,5 + 1,5 = 9 ммоль / л = 9 о .
• постоянная, или некарбонатная Ж Н . В зависимости от количества растворенных солей воду
Карбонатная жесткость определяется количеством раство- принято подразделять на жесткую (более 4 о жесткости), сред-
ренных в воде гидрокарбонатов кальция, магния, железа нежесткую (от 2 о до 4 о ) и мягкую (менее 2 о ).
Ca (HCO 3 ) 2 , Mg (HCO 3 ) 2 и Fe(HCO 3 ) 2 . Некарбонатная же-
Устранение жесткости
сткость Ж Н обусловлена наличием растворенных в воде хлори-
Жесткость воды вредна для многих технологических про-
дов или сульфатов: CaCl 2 , MgCl 2 , MgSO 4 и т.д. цессов, например, при использовании жесткой воды в паровых
Общая жесткость воды Ж равна сумме карбонатной и котлах растворенные соли осаждаются на стенах в виде накипи,
некарбонатной жесткости: что существенно снижает теплоотдачу.
Ж = ЖК + ЖН . Временную (карбонатную) жесткость можно удалить ки-
В Российской Федерации жесткость воды, как правило, пячением воды, при этом гидрокарбонаты разлагаются:
o
выражают в градусах жесткости. 1 градус жесткости соответст- Ca (HCO3 ) 2 →
t
CaCO3 + CO 2 + H 2O .
вует содержанию в 1 л воды 1 миллимоль катионов кальция или Следует отметить, что гидрокарбонат магния разлагается с
1 миллимоль катионов магния. одновременным гидролизом до гидроксокарбоната магния или
Пример 1. Определить жесткость воды, в 1 л которой гидроксида магния:
содержится 0,2 г катионов кальция и 0,072 г катионов магния. o
Вначале определим количество вещества для каждого катиона: 2Mg(HCO3 ) 2 →
t
(MgOH) 2 CO3 + 3CO 2 + H 2O ;
m 0,2
o
ν(Ca ) = = = 0,005 моль или 5 ммоль ; Mg(HCO3 ) 2 →
t
Mg(OH) 2 + 2CO 2 .
M 40 Распад гидрокарбоната двухвалентного железа сопровож-
m 0,072 дается сразу двумя процессами: полным гидролизом и окисле-
ν(Mg ) = = = 0,003 моль или 3 ммоль . нием до трехвалентного железа:
M 24 o
Общая жесткость будет составлять 4Fe(HCO3 ) 2 + O 2 + 2H 2O →
t
4Fe(OH)3 + 8CO 2 .
Ж = ν(Ca ) + ν(Mg ) = 5 + 3 = 8 ммоль / л или 8 о . Другой способ устранения карбонатной жесткости – из-
Пример 2. Определить жесткость воды, в 3 л которой весткование (добавление к воде гидроксида кальция). В резуль-
содержится 0,9 г кальция и 0,108 г магния. Сначала необходимо тате добавления извести Ca (OH) 2 гидрокарбонаты переводятся
найти массу кальция и магния, содержащихся в 1 л воды, а затем в трудно растворимые карбонаты:
рассчитать их количество вещества:
103 104
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- …
- следующая ›
- последняя »
