Вправа 226 Жорсткою чи м’якою є дощова вода, тала вода? Відповідь обґрунтуйте. Дощова і тала вода є м'якою, бо містять невеликі кількості йонів Ca2+ i Mg2+
Вправа 227 Чому мило не милиться у воді зі значною жорсткістю? Бо складники мила ― аніони вищих карбонових кислот ― реагують з йонами Ca2+ і Mg2+ з утворенням нерозчинних сполук Кальцію і Магнію, які не мають мийних властивостей
У твердій воді мило утворює Кальцієві й Магнієві солі вищих карбонових кислот, які є нерозчинними:
2C17H35COO– + 2Na+ + Ca2+ –> (C17H35COO)2Ca↓ + 2Na+
2C17H35COO– + 2Na+ + Mg2+ –> (C17H35COO)2Mg↓ + 2Na+
Вправа 228 Як позбавити природну воду розчинених солей Магнію та Кальцію? Розчинені солі Магнію і Кальцію утворюють тимчасову (або карбонатну) і постійну жорсткість води.
Тимчасової (або карбонатної) жорсткості води можна позбавитися:
― кип’ятінням:
Mg(HCO3)2 –> MgCO3↓ + CO2↑ + H2O
Сa(HCO3)2 –> CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
― додаванням до води невеликої кількості гашеного вапна Сa(OH)2:
Mg(HCO3)2 + Сa(OH)2 = MgCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O
Ca(HCO3)2 + Сa(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O
― додаванням до води кальцинованої соди Na2CO3:
Mg(HCO3)2 + Na2CO3 = MgCO3↓ + 2NaHCO3
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaHCO3
― додаванням до води натрій ортофосфату Na3PO4:
3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)3↓ + 6NaHCO3
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
― додаванням до води натрій гідроксиду NaOH:
Mg(HCO3)2 + NaOH = MgCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
Ca(HCO3)2 + NaOH = CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
Постійної жорсткості води можна позбавитися:
― додаванням до води кальцинованої соди Na2CO3:
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3↓ + Na2SO4
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4
― додаванням до води натрій ортофосфату Na3PO4:
3MgSO4 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4
3CaSO4 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 3Na2SO4
Вправа 229 Чи можна усунути постійну жорсткість води кип’ятінням? Ні, не можна
Чому? Бо постійна, або некарбонатна жорсткість утворюється йонами Сa2+ i Mg2+, які належать сульфатам і іншим розчиненим солям Кальцію і Магнію, що не мають здатності розкладатися під час нагрівання
Вправа 230 Чи можна повністю усунути жорсткість води додаванням гашеного вапна? Відповідь аргументуйте.
Можна повністю усунути тільки тимчасову (карбонатну) жорсткість води, а постійну ― ні, бо в першому випадку повністю осаджуються йони Магнію і Кальцію, а в другому ― тільки йони Магнію, а частина йонів Кальцію залишається, бо CaSO4 ― малорозчинна сіль.
Перший випадок (тимчасова жорсткість води):
Mg(HCO3)2 + Сa(OH)2 = MgCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O
Сa(HCO3)2 + Сa(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O
Другий випадок (постійна жорсткість води):
Mg(SO4)2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaSO4 – малорозчинна сіль.
Вправа 231 За результатами хімічного аналізу вміст деяких йонів у природному джерелі такий: Са2+ — 100 мг/л; Mg2+ — 24 мг/л; HCO3– — 488 мг/л. Обчисліть масу осаду, який виділиться при кип'ятінні 0,5 л води цього джерела.