Metoder för att eliminera stelhet. Presentation för en kemilektion på ämnet "vattenhårdhet" Begreppet vattenhårdhetspresentation

1 av 14

Presentation om ämnet:

Bild nr 1

Bildbeskrivning:

Bild nr 2

Bildbeskrivning:

Hårdhetskemi Hårdhet är en egenskap hos vatten som orsakas av närvaron av lösliga kalcium- och magnesiumsalter i. Begreppet vattenhårdhet förknippas vanligtvis med kalciumkatjoner (Ca2+) och, i mindre utsträckning, magnesium (Mg2+). I verkligheten påverkar alla tvåvärda katjoner hårdheten till viss del. De interagerar med anjoner och bildar föreningar (hårdhetssalter) som kan fällas ut.

Bild nr 3

Bildbeskrivning:

Bild nr 4

Bildbeskrivning:

Typer av hårdhet Allmän hårdhet. Bestäms av den totala koncentrationen av kalcium- och magnesiumjoner. Det är summan av karbonat (tillfällig) och icke-karbonat (permanent) hårdhet. Det orsakas av närvaron av kolkarbonater och karbonater (vid pH>8,3) av kalcium och magnesium i vatten. Denna typ av hårdhet elimineras nästan helt av kokande vatten och kallas därför tillfällig hårdhet. När vatten värms upp sönderfaller bikarbonater med bildning av kolsyra och utfällning av kalciumkarbonat och magnesiumhydroxid. Icke-karbonathårdhet. Det orsakas av närvaron av kalcium- och magnesiumsalter av starka syror (svavelsyra, salpetersyra, saltsyra) och kan inte elimineras genom kokning (konstant hårdhet).

Bild nr 5

Bildbeskrivning:

Hårdhetens ursprung Kalcium (Ca2+) och magnesium (Mg2+) joner, samt andra jordalkalimetaller som orsakar hårdhet, finns i alla mineraliserade vatten. Deras källa är naturliga avlagringar av kalksten, gips och dolomit. Kalcium- och magnesiumjoner kommer in i vatten som ett resultat av interaktionen av löst koldioxid med mineraler och andra processer för upplösning och kemisk vittring av stenar. Källan till dessa joner kan också vara mikrobiologiska processer som sker i jordar i avrinningsområdet, i bottensediment, samt avloppsvatten från olika företag.

Bild nr 6

Bildbeskrivning:

Bild nr 7

Bildbeskrivning:

Tabellen illustrerar tydligt deras mycket mer "tuffa" inställning till problemet med stelhet. Det finns skäl till detta, som diskuteras nedan.

Bild nr 8

Bildbeskrivning:

Ytvattnets hårdhet är vanligtvis mindre än grundvattnets hårdhet. Ytvattnets hårdhet är föremål för märkbara säsongsvariationer och når vanligtvis sitt högsta värde i slutet av vintern och sitt lägsta värde under högvatten, när det är rikligt utspätt med mjukt regn och smältvatten. Havs- och havsvatten har mycket hög hårdhet (tiotals och hundratals mEq/dm3).

Bild nr 9

Bildbeskrivning:

Hårdhetens inverkan på vattenkvaliteten Ur vattenanvändningssynpunkt för dricksändamål kan dess acceptans i termer av hårdhet variera avsevärt beroende på lokala förhållanden. Smaktröskeln för kalciumjon ligger (i termer av mg-ekvivalent) i intervallet 2-6 mEq/l, beroende på motsvarande anjon, och smaktröskeln för magnesium är ännu lägre. I vissa fall är vatten med en hårdhet över 10 mEq/L acceptabelt för konsumenter. Hög hårdhet försämrar vattnets organoleptiska egenskaper, ger det en bitter smak och har en negativ effekt på matsmältningsorganen.

Bild nr 10

Bildbeskrivning:

Världshälsoorganisationen erbjuder inget rekommenderat hårdhetsvärde av hälsoskäl. WHO-material anger att även om ett antal studier har avslöjat ett statistiskt omvänt samband mellan hårdheten hos dricksvattnet och hjärt-kärlsjukdomar, är tillgängliga data inte tillräckliga för att dra slutsatsen att detta samband är orsaksmässigt. Likaså är det inte entydigt bevisat att mjukt vatten har en negativ effekt på mineralbalansen i människokroppen.

Bildbeskrivning:

Bild nr 13

Bildbeskrivning:

Bild nr 14

Bildbeskrivning:

Samtidigt är det nödvändigt att nämna den andra sidan av myntet. Mjukt vatten med en hårdhet på mindre än 2 mEq/L har låg buffertkapacitet (alkalinitet) och kan, beroende på pH-nivån och en rad andra faktorer, ha en ökad korrosiv effekt på vattenledningar. Därför är det i ett antal tillämpningar (särskilt inom värmeteknik) ibland nödvändigt att utföra specialbehandling av vatten för att uppnå en optimal balans mellan vattnets hårdhet och dess korrosivitet.

Staden Lomonosov försörjs med vatten från underjordiska källor i den ordoviciska akvifären, som består av hållbara kalkstenar och dolomiter. Denna horisont används mest intensivt där den ligger nära ytan - inom Izhora (Silur) platån. När vatten sipprar igenom löser det upp stenarna genom vilka det rinner och absorberar dessa ämnen. Vatten från underjordiska källor i Leningrad-regionen är ganska hårt. Hårdhet är en av huvudindikatorerna för dricksvattenkvalitet. Syftet med vårt arbete är att bestämma hårdheten hos dricksvatten och naturligt vatten med den titrimetriska metoden (direkt komplexometrisk titrering). För att uppnå detta sattes följande uppgifter: 1. Att bli bekant med den titrimetriska (komplexometriska) metoden. 2. Bekanta dig med vattenkvalitetsindikatorer och deras definition, med klassificeringen av vatten enligt metoden för dess användning. 3. Studera parametrarna för dricksvattnets kvalitet och renhet. 4. Jämför hårdhetsindikatorerna för naturligt vatten och dricksvatten från olika källor. 5. Jämför vattenhårdhetsindikatorer när du mjukar upp det i vardagen med olika metoder. 6. Ge rekommendationer till elever på GBOU-skola nr 430 i Petrodvorets-distriktet om att eliminera vattnets hårdhet hemma.

Vattenhårdhet och sätt att eliminera det Rakhimova M., Niskovskaya V. 9 D

Vattenkemikalie
substans i formen
klar vätska, inte
ha färger
lukt och smak. Cirka 71 %
jordens yta är täckt
vatten.
Efter funktioner
ursprung, sammansättning eller
applikationer, markera
flera typer av vatten:
mjukt och hårt vatten,
Mineral vatten,
destillerat vatten…
Vatten
Mjuk
mindre än 2
mmol/l
Tuff
Genomsnitt
stelhet
Hög
stelhet
2 - 10
mmol/l
mer än 10
mmol/l

Vattnets hårdhet orsakas av det höga innehållet av salter lösta i det.
alkaliska jordartsmetaller, såsom kalcium och magnesium. Detta är anledningen
haverier av hushållsapparater, främst tvättmaskiner. Släng det
egenskaper hos vatten kan studeras på olika sätt.
Att dricka hårt eller mjukt vatten innebär mindre hälsorisker. På
hög salthalt kan bilda urinstenar och låga nivåer
ökar inte nämnvärt risken för hjärt-kärlsjukdom. Smak
källvatten bestäms exakt av dess hårdhet.

Hårt och mjukt vatten
Vattnets hårdhet och mjukhet beror på salthalten i det. I pennan
i det andra fallet är det högt, i det andra fallet är det obetydligt. Dessa termer dök upp
förmodligen på grund av de egenskaper som vatten hade på saker. Om
tvätta dem i hårt vatten, då blir själva tyget detsamma. Om det är mjukt, alltså
kläder blev så.
Vattenhårdheten kan vara tillfällig eller permanent. Den första innehåller
magnesium och kalciumbikarbonat, den andra - andra salter. Dessa är främst sulfater och
klorider av samma komponenter. De frigörs när vattnet kokar.

Sätt att eliminera vattenhårdhet:
Kalcium- och magnesiumsalter löses i naturligt vatten. Dessa är bikarbonater och sulfater.
1.Den första metoden är kokning. När de kokas passerar lösliga bikarbonater
till olösliga karbonater och vattnets hårdhet minskar.
Сa(HCO3)2 = CaCO3 ↓ + H2O + CO2
2.Den andra metoden är att tillsätta kalkvatten. När du tillsätter kalkvatten
kolkarbonater blir till karbonater och vattnet blir mjukare.
Сa(HCO3)2+ Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ +2 H2O
3.Men vattnets hårdhet beror också på kalcium- och magnesiumsulfater. Kalciumsulfater och
Magnesium kan avlägsnas med natriumkarbonat. När du tillsätter natriumkarbonat
sulfater omvandlas till olösliga kalcium- och magnesiumkarbonater.
CaSO4 + Na2CO3= CaCO3 ↓+ Na2SO4

4. Tillsätt mjukgörare. Minskningen av den totala hårdheten når 100%. Mjukgörare
designad för att minska den totala vattnets hårdhet i tvättmaskiner. Vatten
kan inte användas för matlagning, kan inte drickas.
5. Filtrering. Filtrering minskar den totala hårdheten med upp till 80 % inuti patronen
Filtret innehåller en blandning av aktivt kol och katjonbytare. Kol
adsorberar skadliga organiska ämnen och klorider. Katjonbytare
minska den totala stelheten.
Nu vet vi hur man minskar vattnets hårdhet. Skalan inuti vattenkokaren är sediment
kalcium- och magnesiumkarbonater med en blandning av kalciumsulfat. Skalan kan tas bort
från väggarna med en utspädd lösning av ättiksyra.

Bild 1

Bildbeskrivning:

Bild 2

Bildbeskrivning:

Bild 3

Bildbeskrivning:

Bild 4

Bildbeskrivning:

Bild 5

Bildbeskrivning:

Bild 6

Bildbeskrivning:

Vattenhårdheten varierar kraftigt och det finns många typer av vattenklassificeringar baserat på graden av dess hårdhet. Tabellen nedan visar fyra exempel på klassificering. Två klassificeringar från ryska källor - från referensboken "Hydrokemiska indikatorer för miljöns tillstånd" och läroboken för universiteten "Water Treatment" /9/. Och två är från främmande länder: hårdhetsnormerna för den tyska klassificeringen som antogs av Environmental Protection Agency Institute for Standardization (DIN 19643) och US Environment Agency (USEPA) 1986. Vattenhårdheten varierar kraftigt och det finns många typer av vattenklassificeringar beroende på graden av dess hårdhet. Tabellen nedan visar fyra exempel på klassificering. Två klassificeringar från ryska källor - från referensboken "Hydrokemiska indikatorer för miljöns tillstånd" och läroboken för universiteten "Water Treatment" /9/. Och två är från utländska: allvarlighetsnormerna för den tyska klassificeringen som antogs av Environmental Protection Agency Institute for Standardization (DIN 19643) och US Environment (USEPA) 1986.

Bild 7

Bildbeskrivning:

Tabellen illustrerar tydligt deras mycket mer "tuffa" inställning till problemet med stelhet. Det finns skäl till detta, som diskuteras nedan.

Bild 8

Bildbeskrivning:

Bild 9

Bildbeskrivning:

Bild 10

Bildbeskrivning:

Bild 11

Bildbeskrivning:

Bild 12

Bildbeskrivning:

Dessutom, när hårdhetssalter interagerar med tvättmedel (tvål, tvättmedel, schampon), bildas "tvålslagg" i form av skum. Detta leder inte bara till betydande slöseri med tvättmedel. Efter torkning förblir sådant skum i form av en avlagring på VVS-armaturer, linne, människohud och hår (den obehagliga känslan av "hårt" hår är välkänd för många). Dessutom, när hårdhetssalter interagerar med tvättmedel (tvål, tvättmedel, schampon), bildas "tvålslagg" i form av skum. Detta leder inte bara till betydande slöseri med tvättmedel. Efter torkning förblir sådant skum i form av en avlagring på VVS-armaturer, linne, människohud och hår (den obehagliga känslan av "hårt" hår är välkänd för många).

Bild 13

Bildbeskrivning:

Den huvudsakliga negativa effekten av dessa toxiner på människor är att de förstör den naturliga fettfilmen som alltid täcker normal hud och täpper till dess porer. Ett tecken på en sådan negativ effekt är det karakteristiska "knarkandet" av rent tvättad hud eller hår. Det visar sig att känslan av "tvålighet" som orsakar irritation för vissa människor efter att ha använt mjukt vatten är ett tecken på att den skyddande fettfilmen på huden är intakt och oskadd. Det är hon som glider. Annars måste du lägga pengar på lotioner, mjukgörande och återfuktande krämer och andra knep för att återställa det hudskydd som Moder Natur redan har försett oss med. Den huvudsakliga negativa effekten av dessa toxiner på människor är att de förstör den naturliga fettfilmen som alltid täcker normal hud och täpper till dess porer. Ett tecken på en sådan negativ effekt är det karakteristiska "knarkandet" av rent tvättad hud eller hår. Det visar sig att känslan av "tvålighet" som orsakar irritation för vissa människor efter att ha använt mjukt vatten är ett tecken på att den skyddande fettfilmen på huden är intakt och oskadd. Det är hon som glider. Annars måste du lägga pengar på lotioner, mjukgörande och återfuktande krämer och andra knep för att återställa det hudskydd som Moder Natur redan har försett oss med.

Bild 14

Typer av vattenhårdhet
Industriella metoder för att ta bort vattenhårdhet
Vattenhårdhetens inverkan på människors liv och hälsa
Vattenhårdhetens inverkan på hushålls- och industrisystem
Bibliografi

1. Vattnets hårdhet

1. Vattnets hårdhet ur kemisk synvinkel - en uppsättning fysiska processer i vatten förknippade med innehållet av lösta jordalkalimetallsalter i det, främst kalcium och magnesium, de så kallade ”hårdhetssalterna”.

Närvaro av Ca-joner 2+ Och Mg 2+

2. Vattenhårdhetsindikatorer

Vita flingor i vatten Film på te
Vita flingor i vatten Beläggningar och kalkavlagringar på hushållsapparater Film på te
Vita flingor i vatten
Beläggningar och kalkavlagringar på hushållsapparater
Film på te

Bildning av vattenhårdhet i naturen

Grundvattnet – underjordiska avlagringar av kalksten, gips, dolomit, vattenhårdhet.

Ytvatten – säsongsvariationer.

Hav och havsvatten – hög styvhet.

Färska naturliga reservoarer – minsta svårighetsgrad under översvämningsperioder.

Typer av vattenhårdhet.

nästan helt elimineras

när du kokar vatten, så

kallas tillfällig stelhet.

kalcium- och magnesiumsalter elimineras inte genom kokning

(konstant hårdhet).

Eliminering av tillfällig stelhet

jag. Termisk uppmjukning . (Genom att koka vatten.)

jag. Termisk uppmjukning . (Genom att koka vatten.)

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

II. Reagensmjukning.

II. Reagensmjukning.

1. Tillsätt soda.
1. Tillsätt soda.

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

2. Tillsätt släckt lime.

2. Tillsätt släckt lime.
2. Tillsätt släckt lime.

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

Eliminera permanent styvhet

Reagensmjukning
Reagensmjukning . (Genom att tillsätta soda.)

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

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