ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ

Кальций и магний не только входят в состав различных соединений. Ионы кальция и магния также содержатся в обыкновенной воде. Повышенное содержание Са²⁺ и Mg²⁺ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.

Все воды делятся на поверхностные, грунтовые и подземные. Наименьшую степень минерализации имеютповерхностные воды рек, озер, т. к. они образуются при выпадении осадков и сильно разбавляются ими.

Грунтовые воды (колодцы) протекают по различным поверхностям, образованным осадочными горными породами: песком, глиной, и имеют среднюю степень минерализации.

Наибольшее количество солей содержится в подземных водах (артезианские скважины).

Содержащиеся в природе нерастворимые в воде карбонаты магния и кальция под воздействием воды и присутствующего в воздухе углекислого газа способны превращаться в гидрокарбонаты, которые хорошо растворяются в воде.

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О --- Са(НСО₃)₂

MgСО₃ + СО₂ + Н₂О --- Mg(НСО₃)₂

Этот процесс широко осуществляется в природных условиях, приводя к выносу размываемых известняков поверхностные воды, а затем – в моря и океаны.

В природные воды переходят и содержащиеся в земной коре растворимые соли СаCl₂, CaSO₄, MgCl₂, MgSO₄.

Одно из основных свойств природной воды – ее жесткость. Жесткость воды обусловленанахождением в ней ионов кальция, магния, в меньшей степени алюминия, железа, бария и др.

Кроме этого на жесткость воды оказывают влияние и антропогенные факторы.

По значению воду различают как очень мягкую – с жесткостью до 1, 5; мягкую – от 1, 5 до 4; средней жесткости - от 4 до 8; жесткую - от 8 до12 и очень жесткую - свыше 12 мэкв\л. Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 мэкв/л..

Если в воде присутствуют гидрокарбонаты кальция и магния, жесткость называется временной. Сульфаты, хлориды и другие соли обусловливают постоянную некарбонатную жесткость. Эти соли диссоциируют в воде.

Ионы кальция и магния делают воду жесткой. Для того чтобы умягчить воду, их надо удалить из раствора и перевести в осадок.

Временная жесткость устраняется кипячением воды, во время которого выпадает накипь — осадок мела. В условиях производства кипячение большого количества воды обходится дорого, поэтому для умягчения воды используют известковое молоко.

Постоянную жесткость устраняют химическими методами:

С помощью соды.
С помощью ионообменных фильтров ионы кальция и магния заменяют на ионы натрия и калия.
Некоторое умягчение воды происходит в бытовых фильтрах для питьевой воды. Отфильтрованная вода дает меньше накипи, что важно при использовании электрочайников.
Полностью очистить воду от солей можно методом перегонки (дистилляции).

Учитель: А как вы думаете, жесткость воды имеет отрицательное влияние?

Отложение накипи на поверхности нагревательных элементов холодильников, стиральных машин и т. д. снижает экономичность их работы.
Известковые отложения в водопроводных трубах затрудняют прохождение воды через них и создание нормального температурного режима в домах становится невозможным.
Тонкий слой на греющей поверхности вовсе не безобиден, так как продолжительность нагревания через слой накипи, обладающей малой теплопроводностью, постепенно возрастает, дно прогорает все быстрее и быстрее – ведь металл охлаждается с каждым разом все медленнее и медленнее, долго находится в прогретом состоянии. В конце концов, может случиться так, что дно сосуда не выдержит и даст течь. Этот факт очень опасен в промышленности, где существуют паровые котлы.
Избыточная жесткость воды способствует образованию камней в почках, печени, мочевом пузыре человека.
Нерастворимые соли кальция и магния закупоривают поры на коже человека, ухудшая состояние кожи и волос.
Жесткость воды обуславливает быстрый износ тканей, т. к. при стирке нерастворимые соли кальция и магния оседают на волокнах, играя роль абразива.
В жесткой воде при стирке увеличивается расход мыла, т. к. мыло образует с солямикальция и магния нерастворимые соединения. которые создают пленки и осадки, в итоге снижая качество стирки и повышая расход моющего средства, т. е. жесткая вода плохо мылится.