1. Які катіони визначають твердість води?
2. Який технологічний показник якості води називають твердістю?
3. Чому тверду воду не використовують для генерації пари на теплових і атомних електростанціях?
4. Який метод пом‘якшення води називають термічним? Які хімічні реакції протікають при цьому?
5. Як відбувається пом‘якшення води методом осадження? Які реагенти використовують? Які реакції протікають?
6. Який процес необхідно проводити для пом‘якшення води: катіонування чи аніонування? Відповідь обґрунтуйте. Складіть рівняння реакцій, що протікають при пом‘якшенні води за допомогою іонного обміну.
7. Як визначають загальну, карбонатну та некарбонатну твердість води?
8. Обчислити постійну твердість води, якщо для видалення іонів кальцію, які містяться в 50 л такої води, необхідно додати до води 21,6 г безводної бури (4,28 ммоль/л).
9. Яку масу соди треба додати до 30 л води, щоб усунути загальну твердість води, що дорівнює 4,64 ммоль/л?
10. Скільки грамів гашеного вапна необхідно витратити для усунення
2,86 мекв/л тимчасової твердості в 1000 л води? Один міліеквівалент твердості води відповідає вмісту 20,04 мг/л Са2+або 12,16 мг/л Mg2+.
11. Яку масу кальцинованої соди треба витратити на усунення загальної твердості води 4,6 мекв/л у 5 л досліджуваного зразку.
12. Обчислити тимчасову твердість води об’ємом 100 мл, якщо на реакцію з гідрокарбонатом необхідно 5 мл 0,1 н розчину хлоридної кислоти.
13. Чому дорівнює тимчасова твердість води, в 1 л якої міститься 0,146 г магній гідрокарбонату?
14. Яку масу кальцинованої соди треба витратити на усунення загальної твердості води 4,6 мекв/л у 5 л досліджуваного зразку.
Ответы
1. Катіони кальцію та магнію визначають твердість води.
2. Твердість води - це технологічний показник, що характеризує вміст іонів кальцію та магнію в воді.
3. Тверда вода містить велику кількість мінеральних солей, які можуть відкладатись в системі, що використовує воду, що може призвести до пошкодження обладнання. Також солі можуть забруднити пару та призвести до погіршення роботи теплових і атомних електростанцій.
4. Термічний метод пом'якшення води полягає в кип'ятінні води, що призводить до відкладення солей, що розчиняються при підвищенні температури. Цей процес супроводжується хімічною реакцією, в якій солі розкладаються на більш розчинні іони.
5. Осадження - метод пом'якшення води, при якому до води додають реагент, що утворює інші малорозчинні солі, що відкладаються на дні резервуару, після чого вода пропускається через фільтр, де солі залишаються. Реагентами можуть бути натрій або кальцій гідроксиди, а реакції залежать від конкретного реагента.
6. Для пом'якшення води використовують метод іонного обміну, який полягає в заміні катіонів кальцію та магнію на інші катіони (наприклад, натрій або водень), або аніонів на інші аніони (наприклад, хлориди). Катіонування і аніонування можуть використовуватися в залежності від характеру води та потреб споживачів.
7. Загальну твердість води визначають сумою кількості катіонів кальцію та магнію у воді, виражених у міліеквалентах на літер (мекв/л). Карбонатну твердість води визначають кількістю карбонатних іонів у воді, виражених у міліеквалентах на літер (мекв/л). Некарбонатну твердість води обчислюють віднявши карбонатну твердість від загальної твердості води.
8. Постійна твердість води обчислюється як різниця між загальною твердістю води та карбонатною твердістю води. За умови, що в 50 л води міститься 4,28 ммоль/л карбонатних іонів, загальна твердість води дорівнює карбонатній твердості, тому постійна твердість води буде рівна нулю.
9. Для усунення загальної твердості води, необхідно додати соду. За умови, що об'єм води дорівнює 30 л, а загальна твердість води становить 4,64 ммоль/л, необхідно додати соди у кількості 13,9 г.
10. Щоб усунути тимчасову твердість води в 1000 л, необхідно додати гашене вапно. Один міліеквівалент твердості води відповідає вмісту 20,04 мг/л Са2+ або 12,16 мг/л Mg2+. Оскільки загальна твердість води дорівнює 2,86 мекв/л, то вміст іонів Са2+ та Mg2+ дорівнює (2,86 мекв/л) × (20,04 мг/л) = 57,2 мг/л Са2+ та (2,86 мекв/л) × (12,16 мг/л) = 34,8 мг/л Mg2+. Таким чином, необхідно витратити гашеного вапна у кількості 1,146 к