Інші завдання дивись тут...

Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
Чому наявність йонів Кальцію і Магнію в природній воді погіршує її практичні якості?
Наявність цих йонів зумовлює таку властивість води, як твердість, яка негативно впливає на виробниче устаткування, побутову техніку, в яких здійснюють її нагрівання або кип’ятіння.
Чим різняться тимчасова і постійна твердість води?
Тимчасова, або карбонатна, твердість, зумовлена вмістом розчинених кислих солей Ca(HCO3)2 і Mg(HCO3)2, а постійна, або некарбонатна, твердість природної води зумовлена наявністю не кислих карбонатів, а інших розчинених солей Кальцію і Магнію (наприклад, сульфатів). 
Як можна знизити або усунути твердість води?
Тимчасову твердість води можна усунути:
― 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
Постійну твердість води можна усунути:
― 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

 

Експериментуймо

Експериментуємо вдома
ДОСЛІДЖУЄМО ВЛАСТИВОСТІ МИЙНИХ ЗАСОБІВ У ВОДІ РІЗНОЇ ТВЕРДОСТІ
Приготували в окремих ємностях водні розчини (об’ємами не більше 50 мл): господарського мила; прального порошку; магній сульфату MgSO4 (медичний препарат) — цей розчин імітує воду з підвищеною твердістю.
Наливаємо у дві невеликі склянки або прозорі полімерні стаканчики воду з водогону, а в інші дві такі самі ємності — розчин магній сульфату. Об’єми води і розчину солі в кожній посудині мають бути однаковими.
У кожну ємність повільно додаємо 10—15 мл розчину мила або прального порошку, постійно перемішуючи рідину.
У яких склянках після змішування рідин утворилася тверда речовина? У склянках з розчином магній сульфату. 
У воді чи розчині магній сульфату витрачається більше мийного засобу на реакцію з катіонами, які зумовлюють твердість води? У розчині магній сульфату.

 

Виконаймо вправу

Запишіть загальне хімічне рівняння цих реакцій, позначивши символ металічного елемента у формулах середнього і кислого карбонатів літерою М. Візьміть до уваги, що це реакції сполучення, а реагентів у кожній реакції — три. 
MCO3 + CO2 + H2O = M(HCO3)2

 

Виконаймо вправу

Напишіть скорочене хімічне рівняння останньої реакції.
М(HCO3)2 + Na2CO3 = МCO3↓ + 2NaHCO3
M2+ + 2HCO3– + 2Na+ + CO32– = MCO3↓+ 2Na+ + 2HCO3–
М2+ + CO32– = MCO3

 

Виконаймо вправу

За допомогою натрій ортофосфату можна усунути не лише постійну, а й тимчасову твердість води. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Mg3(PO4)3↓ + 6NaHCO3
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3

 

Відшукаймо

За матеріалами з інтернету з’ясуйте, який уміст йонів Кальцію і Магнію в питній воді вважають оптимальним.
Кальцій Сa2+: 25 – 75 мг/л.
Магній Mg2+: 10 – 50 мг/л.

 

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Вправа 155

Чи має твердість дощова вода? Відповідь обґрунтуйте.
Дощова вода не має твердість, а є м'якою, бо утворена конденсацією водяної пари і практично не містить йонів Кальцію і Магнію.

 

Вправа 156

Чи можна усунути загальну твердість води додаванням гашеного вапна? Відповідь аргументуйте.
Ні, не можна. З води видаляються лише йони Mg2+, а частина йонів Ca2+ у ній залишається, бо CaSO4 ― малорозчинна сіль.
Mg(SO4)2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaSO4

 

Вправа 157

Яким способом можна видалити з води всі розчинені солі?
Видалити всі розчинені солі з води можна, застосовуючи перегонку (дистиляцію) й отримуючи таким чином дистильовану воду.

 

Вправа 158

За матеріалами з інтернету з’ясуйте:
а) чи змінюється вміст солей у річковій воді залежно від пори року;
Змінюється вміст солей у річковій воді залежно від пори року. Найнижчий вміст солей є навесні, коли річки живляться в основному талими сніговими водами. Уміст солей зростає влітку до осені, досягаючи найвищого вмісту взимку, бо в цю пору року річка починає живитися виключно підземними водами, що містять найбільше розчинених солей та мікроелементів.
б) однаковим чи різним є вміст солей у воді на всій довжині річки.
Різним є вміст солей у воді на всій довжині річки. Як правило, солоність води збільшується від витоку до гирла.

 

Вправа 159

Загальну твердість природної води вимірюють сумарною кількістю речовини йонів М2+ у воді об’ємом 1 л. У таблиці наведено результати аналізів зразків води двох річок:
Вода Вміст йонів, мг/л Обчислення

Ca2+ Mg2+
Дніпро 56 12 56/40 + 12/24 = 1,4 + 0,5 = 1,9 ммоль 
Дністер 50 18 50/40 + 18/24 = 1,25 + 0,75 = 2 ммоль 
Укажіть правильну відповідь:
а) загальна твердість води з Дніпра вища;
б) загальна твердість води з обох річок однакова; 
в) загальна твердість води з Дністра вища.

 

Вправа 160

Концентрація йонів Кальцію в зразку питної води становить 80 мг/л, а її загальна твердість — 2,5 ммоль/л. Обчисліть масу йонів Магнію у воді об’ємом 1 л.
Дано: ρ(Са2+)=80 мг/л, С=2,5 ммоль/л, V(Н2О)=1 л
Знайти: m(Mg2+)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо молярну концентрацію йонів Кальцію за формулою С=ρ:M, де М — молярна маса:
С(Ca2+) = 80 мг/л : 40 мг/ммоль = 2 ммоль/л
2. Обчислюємо молярну концентрацію йонів Магнію:
С(Mg2+) = C – C(Ca2+) = 2,5 ммоль/л – 2 ммоль/л = 0,5 ммоль/л
Оскільки V(Н2О)=1 л, тому кількість речовини йонів Магнію n(Mg2+) = 0,5 ммоль
3. Обчислюємо масу йонів Магнію.
M(Mg2+)=24 мг/ммоль
m(Mg2+) = n(Mg2+) • M(Mg2+) = 0,5 ммоль • 24 мг/ммоль =  12 мг
Відповідь: 12 мг.

 

Вправа 161

Уміст йонів у природному джерелі такий: Ca2+ — 100 мг/л; Mg2+ —24 мг/л; HCO3– — 488 мг/л. Обчисліть масу осаду, який виділиться внаслідок кип’ятіння води із цього джерела, узятої об’ємом 0,5 л.
Дано:ρ(Са2+)=100 мг/л, ρ(Mg2+)=100 мг/л, ρ(HCO3–)=488 мг/л, V(Н2О)=0,5 л
Знайти: m(CaCO3)–?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу йонів.
m(Ca2+)=ρ(Са2+)•V(Н2О)=100 мг/л • 0,5 л = 50 мг
m(Mg2+)=ρ(Mg2+)•V(Н2О)=24 мг/л • 0,5 л = 12 мг
m(HCO3–)=ρ(HCO3–)•V(Н2О)=488 мг/л • 0,5 л = 244 мг
2. Обчислюємо кількість речовини йонів.
n(Ca2+)=m(Са2+):M(Ca2+)=50 мг : 40 мг/ммоль = 1,25 ммоль
n(Mg2+)=m(Mg2+):M(Mg2+)=12 мг : 24 мг/ммоль = 0,5 ммоль
n(HCO3–)=m(HCO3–):M(HCO3–)=244 мг : 61 мг/ммоль = 4 ммоль
3. Записуємо хімічні рівняння.
Ca2+ + 2HCO3– = CaCO3 + CO2 + H2O  (1)
Mg2+ + 2HCO3– = MgCO3 + CO2 + H2O  (2)
За рівнянням реакції (1) для осадження 1 моль Са2+ потрібно 2 моль гідрокарбонат–аніонів:
n1(HCO3–)=n(Са2+)•2 = 1,25 ммоль • 2 = 2,5 ммоль
За рівнянням реакції (2) для осадження 1 моль Mg2+ потрібно 2 моль гідрокарбонат–аніонів:
n2(HCO3–)=n(Mg2+)•2 = 0,5 ммоль • 2 = 1,0 ммоль
Загальна кількість речовини гідрокарбонат–аніонів:
n(HCO3–)=n1(HCO3–)+n2(HCO3–)=2,5 ммоль + 1,0 ммоль = 3,5 ммоль.
Оскільки 3,5 ммоль < 4,0 ммоль, аніони HCO3– перебувають у надлишку. Це означає, що катіони Са2+ та Mg2+ відреагують повністю і перейдуть в осад.
4. Обчислюємо кількість речовини кожної з солей, що міститься у складі осаду.
За рівнянням реакції (1) n(CaCO3)=n(Ca2+)=1,25 ммоль.
За рівнянням реакції (2) n(MgCO3)=n(Mg2+)=0,5 ммоль.
5. Обчислюємо молярну масу кожної з солей, що міститься у складі осаду.
Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+ Ar(C)+3Ar(O)=40+12+3•16=100, M(CaCO3)= 100 мг/ммоль
Mr(MgCO3)=Ar(Mg)+ Ar(C)+3Ar(O)=24+12+3•16=84, M(MgCO3)= 84 мг/ммоль
6. Обчислюємо масу кожної з солей, що міститься у складі осаду.
m(CaCO3) = n(CaCO3) • M(CaCO3) = 1,25 ммоль • 100 мг/ммоль = 125 мг
m(MgCO3) = n(MgCO3) • M(MgCO3) = 0,5 ммоль • 84 мг/ммоль = 42 мг
7. Обчислюємо загальну масу осаду.
m(CaCO3) + m(MgCO3) = 125 мг + 42 мг = 167 мг
Відповідь: 167 мг.

 

Вправа 162

Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Тимчасова твердість води — temporary water hardness, постійна твердість води — permanent water hardness, кип'ятіння — boiling.

 

Вправа 163

Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) Самооцінка
Знаю, які йони зумовлюють твердість води. ... 
Знаю чим різняться тимчасова і постійна твердість води. ...
Знаю способи, як усунути твердість води. ...
Вмію записати рівняння реакції усунення твердості води. ...
Знаю, які негативні наслідки спричиняє твердість води. ...

Інші завдання дивись тут...

Дата публікації: 28-10-2026, 20:19, кількість переглядів: 20