Способы устранения жесткости. Презентация к уроку химии на тему "жесткость воды" Понятие о жесткости воды презентация

1 из 14

Презентация на тему:

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Химия жёсткости Жёсткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.Понятие жёсткости воды принято связывать с катионами кальция (Са2+) и в меньшей степени магния (Mg2+). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жёсткости) способные выпадать в осадок.

№ слайда 3

Описание слайда:

№ слайда 4

Описание слайда:

Виды жёсткостиОбщая жёсткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жёсткости.Карбонатная жёсткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жёсткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жёсткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.Некарбонатная жёсткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жёсткость).

№ слайда 5

Описание слайда:

Происхождение жёсткостиИоны кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жёсткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

№ слайда 6

Описание слайда:

№ слайда 7

Описание слайда:

Таблица наглядно иллюстрирует гораздо более "жёсткий" подход к проблеме жёсткости у них. Тому есть причины, о которых - ниже.

№ слайда 8

Описание слайда:

Жёсткость поверхностных вод, как правило, меньше жёсткости вод подземных. Жёсткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жёсткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

№ слайда 9

Описание слайда:

Влияние жёсткости на качество водыС точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жёсткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жёсткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жёсткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.

№ слайда 10

Описание слайда:

Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жёсткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жёсткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.

Описание слайда:

№ слайда 13

Описание слайда:

№ слайда 14

Описание слайда:

Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жёсткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную ёмкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жёсткостью воды и ее коррозионной активностью.

Водоснабжение города Ломоносова осуществляется за счёт подземных источников Ордовикского водоносного горизонта, который состоит из прочных известняков и доломитов. Наиболее интенсивно этот горизонт используется там, где залегает близко от поверхности – в пределах Ижорского (Силурийского) плато. Просачиваясь, вода растворяет горные породы, по которым протекает, и вбирает в себя эти вещества. Вода из подземных источников Ленинградской области довольно жесткая. Жёсткость - один из основных показателей качества питьевой воды. Целью нашей работы является определение жесткости питьевой и природной воды титриметрическим методом (прямого комплексонометрического титрования). Для этого были поставлены следующие задачи: 1. Познакомиться с титриметрическим (комплексонометрическим) методом. 2. Познакомиться с показателями качества воды и их определением, с классификацией воды по способу её использования. 3. Изучить параметры качества и чистоты питьевой воды. 4. Сравнить показатели жесткости природной и питьевой воды, взятой из разных источников. 5. Сравнить показатели жесткости воды при умягчении её в быту различными способами. 6. Дать рекомендации учащимся ГБОУ школы №430 Петродворцового района по устранению жесткости воды в домашних условиях.

Жесткость воды и способы ее устраненияРахимова М. , Нисковская В. 9 Д

Водаа -химическое
вещество в виде
прозрачной жидкости, не
имеющей цвета,
запаха и вкуса. Около 71 %
поверхности Земли покрыто
водой.
По особенностям
происхождения, состава или
применения, выделяют
несколько видов воды:
мягкая и жесткая вода,
минеральная вода,
дистиллированная вода…
Вода
Мягкая
менее 2
ммоль/л
Жесткая
Средняя
жесткость
Высокая
жесткость
2 - 10
ммоль/л
более 10
ммоль/л

Жесткость воды обуславливается большим содержанием растворенных в ней солей
щелочноземельных металлов, например, кальция и магния. Это является причиной
поломок бытовой техники, главным образом стиральных машин. Избавиться от этого
свойства воды можно разными способами.
Употребление жесткой или мягкой воды несет незначительный вред здоровью. При
высоком содержании солей могут образовываться мочевые камни, а низкий уровень
ненамного повышает риск появления сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус
родниковой воды обуславливается именно ее жесткостью.

Жесткая и мягкая вода
Жесткость и мягкость воды зависти от уровня содержания в ней солей. В пером
случае он высок, во втором – незначителен. Данные термины появились,
предположительно, из-за тех свойств, которые оказывала вода на вещи. Если
постирать их в жесткой воде, то и сама ткань будет такой же. Если же мягкой, то и
одежда становилась таковой.
Жесткость воды бывает временная и постоянная. Первая содержит в себе
гидрокарбонат магния и кальция, вторая – другие соли. В основном это сульфаты и
хлориды этих же компонентов. Выделяются они при кипячении воды.

Способы устранения жесткости воды:
В природной воде растворены соли кальция и магния. Это гидрокарбонаты и сульфаты.
1.Первый способ – кипячение. При кипячении растворимые гидрокарбонаты переходят
в нерастворимые карбонаты, и жесткость воды уменьшается.
Сa(HCO3)2 = CaCO3 ↓ + H2O + CO2
2.Второй способ – добавление известковой воды. При добавлении известковой воды
гидрокарбонаты переходят в карбонаты и вода становится более мягкой.
Сa(HCO3)2+ Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ +2 H2O
3.Но жесткость воды зависит еще и от сульфатов кальция и магния. Сульфаты кальция и
магния можно удалить с помощью карбоната натрия. При добавлении карбоната натрия
сульфаты переходят в нерастворимые карбонаты кальция и магния.
CaSO4 + Na2CO3= CaCO3 ↓+ Na2SO4

4. Добавление умягчителей. Снижение общей жёсткости достигает 100%. Умягчители
предназначены для снижения общей жёсткости воды в стиральных машинах. Воду
нельзя использовать для приготовления пищи, нельзя пить.
5.Фильтрование. Фильтрование снижает общую жесткость до 80%.Внутри картриджа
фильтра содержится смесь из активированного угля и катионообменники. Уголь
адсорбирует вредные органические вещества и хлориды. Катионообменники
снижают общую жесткость.
Теперь мы знаем, как уменьшить жесткость воды. Накипь внутри чайника ‑ это осадок
карбонатов кальция и магния с примесью сульфата кальция. Накипь можно удалить
со стенок, используя разбавленный раствор уксусной кислоты.

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Жёсткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жёсткости. Ниже в таблице приведены целых четыре примера классификации. Две классификации из российских источников - из справочника "Гидрохимические показатели состояния окружающей среды" и учебника для вузов "Водоподготовка" /9/. A две - из зарубежных: нормы жёсткости немецкого классификация, принятая Агентством по охране окружающей института стандартизации (DIN 19643) и среды США (USEPA) в 1986. Жёсткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жёсткости. Ниже в таблице приведены целых четыре примера классификации. Две классификации из российских источников - из справочника "Гидрохимические показатели состояния окружающей среды" и учебника для вузов "Водоподготовка" /9/. A две - из зарубежных: нормы жёсткости немецкого классификация, принятая Агентством по охране окружающей института стандартизации (DIN 19643) и среды США (USEPA) в 1986.

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 12

Описание слайда:

Кроме того, при взаимодействии солей жёсткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство "жёстких" волос хорошо известное многим). Кроме того, при взаимодействии солей жёсткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство "жёстких" волос хорошо известное многим).

Слайд 13

Описание слайда:

Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила матушка Природа. Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила матушка Природа.

Слайд 14

Типы жесткости воды
Промышленные методы устранения жесткости воды
Влияние жесткости воды на быт и здоровье человека
Влияние жесткости воды на бытовые и промышленные системы
Список литературы

1. Жёсткость воды

1. Жёсткость воды с точки зрения химии - совокупность физических процессов в воде, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния, так называемых, «солей жесткости».

Присутствие ионов Са 2+ и Mg 2+

2. Показатели жесткости воды

Белые хлопья в воде Пленка на чае
Белые хлопья в воде Накипь и известковые отложения на бытовой технике Пленка на чае
Белые хлопья в воде
Накипь и известковые отложения на бытовой технике
Пленка на чае

Образование жесткости воды в природе

Подземные воды – подземные залежи известняков, гипса, доломитов жесткость воды.

Поверхностные воды – сезонные колебания.

Морская и океанская вода – высокая жесткость.

Пресные природные водоемы – минимум жесткости в период паводка.

Типы жесткости воды.

почти полностью устраняется

при кипячении воды, поэтому

называется временной жесткостью.

соли кальция и магния при кипячении не устраняются

(постоянная жесткость).

Устранение временной жесткости

I. Термоумягчение . (Кипячением воды.)

I. Термоумягчение . (Кипячением воды.)

Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O .

II. Реагентное умягчение.

II. Реагентное умягчение.

1. Добавлением кальцинированной соды.
1. Добавлением кальцинированной соды.

Ca(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaHCO 3 .

2. Добавлением гашеной извести.

2. Добавлением гашеной извести.
2. Добавлением гашеной извести.

Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O.

Устранение постоянной жесткости

Реагентное умягчение
Реагентное умягчение . (Добавлением кальцинированной соды.)

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl.
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl.
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl.

2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = = 2 CO 3 ↓ + CO 2 + 2Na 2 SO 4 .
2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = = 2 CO 3 ↓ + CO 2 + 2Na 2 SO 4 .
2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = = 2 CO 3 ↓ + CO 2 + 2Na 2 SO 4 .