Odpowiedzi

Najlepsza Odpowiedź!
  • Użytkownik Zadane
2010-04-16T19:28:25+02:00
Tylko tyle znalazłam ;)

Twardość wody
________________________________________
Twardość wody powodują rozpuszczone w niej sole wapnia, magnezu i metali wielowartościowych. Rozróżnia się następujące rodzaje twardości wody
• twardość węglanowa (Tw)
• twardość niewęglanowa zwana stałą (Ts)
• twardość ogólna lub całkowita (To)
Twardość węglanowa (Tw) zwana też przemijającą spowodowana jest obecnością kwaśnych węglanów wapnia i magnezu. Twardość tę można usunąć przez zagotowanie wody.
Ca(HCO3)2 --> CaCO3 + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 --> MgCO3 + H2O + CO2
Twardość niewęglanowa (Ts) spowodowana jest zawartością w wodzie chlorków, azotanów, siarczanów, krzemianów i innych rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu.
Twardość ogólna (To) jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej
(To) = (Tw) + (Ts)
Twardość wody wyraża się w następujących jednostkach;
• w stopniach twardości niemieckich (on) i w stopniach francuskich (of).
Jeden stopień twardości niemiecki (on) oznacza ilość jonów wapnia i magnezu równoważną zawartości 10 mg CaO w 1 dm3 wody.
Jeden stopień twardości francuski (of) odpowiada ilości jonówa wapnia i magnezu równoważnej zawartości 10 mg CaCO3 w 1 dm3 wody.
• Za pomocą miligramorównoważników wapnia i magnezu w 1000 cm3 wody: mval/dm3 lub val/m3
Twardość wód naturalnych, w zależności od ich pochodzenia, zawiera się w granicach od 8 do 30 stopni niemieckich.
Nadmierna twardość wody jest zjawiskiem niepożądanym zarówno w procesach przemysłowych (kotły parowe, układy chłodnicze, przemysł włókienniczy), jak i dla celów konsumcyjnych. Podczas ogrzewania na ściankach garnków, kotłów itp. powstaje kamień kotłowy, który pogarsza przewodnictwo cieplne, co w konsekwencji powoduje straty energetyczne, jak również może być przyczyną poważnych awarii.
W gospodarstwie domowym nadmierna twardość wody powoduje większe zużycie środków piorących. W tym wypadku jony wapnia i magnezu wiążą się z resztą kwasu tłuszczowego i wytrącają się w postaci trudno rozpuszczalnych soli wyższych kwasów tłuszczowych.
2(C15H31COO-) + Ca2+ --> (C15H31COO)2Ca(osad)
________________________________________
Zmiękczanie wody
Zmiękczanie wody nazywamy procesy prowadzące do całkowitego lub częściowego usunięcia rozpuszczalnych soli wapnia, magnezu oraz niektórych wielowartościowych metali.
Rozróżniamy cztery podstawowe metody zmiększania wody:
• destylacja
• metody termiczne
• metody chemiczne
• metody fizykochemiczne
Destylacja daje pełne odmineralizowanie wody, jednak w przemyśle ze względu na wysokie koszty energii cieplnej rzadko znajduje zastosowanie.
Metody termiczne. Pod wpływem ogrzewania powyżej 37oC następuje termiczny rozpad kwaśnych węglanów wapnia i magnezu.
Ca(HCO3)2 --> CaCO3 + H2O + CO2

2Mg(HCO3)2 --> Mg2CO3(OH)2 + H2O + 3CO2
Mg2CO3(OH)2 + H2O --> 2Mg(OH)2 + CO2
Metodą tą można usunąć wyłącznie twardość węglanową.
Nawet w przypadku braku twardości niewęglanowej pozostaje twardość resztkowa (ok. 2on) wskutek częściowej rozpuszczalności wytrąconych węglanów wapnia i magnezu.
Metoda termiczna nadaje się do wstępnego zmiękczania wody przed zastosowaniem innych metod.

Metody chemiczne polegają na wytrącaniu nierozpuszczalnych osadów lub na wiązaniu w związki kompleksowe jonów wapnia i magnezu:
• metoda sodowo-wapienna. Wodę zadaje się wapnem gaszonym i sodą. Wapno obniża twardość węglanową (przemijającą).
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --> 2 CaCO3(osad) + 2H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --> MgCO3(osad) + CaCO3(osad) + 2H2O
MgCO3 + Ca(OH)2 --> Mg(OH)2(osad) + CaCO3(osad)
Powstające podczas zmiękczania nierozpuszczalne węglany wapnia i magnezu w postaci osadów zostają odfiltrowane lub osiadają na dnie zbiornika. Zmiękczanie sodowo-wapienne jest stosunkowo tanie, ale wymaga dużych zbiorników ze względu na powolne opadanie osadów CaCO3 i MgCO3. Stosując tę metodę można zmiękczyć wodę do twardości około 2on.
• Metoda fosforanowa. Fosforan trójsodowy reaguje z jonami wapnia i magnezu tworząc nierozpuszczalne fosforany
3Ca2+ + 2Na3PO4 --> Ca3(PO4)2(osad) + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4 --> Mg3(PO4)2(osad) + 6Na+
________________________________________
Metody fizykochemiczne.
Są to metody oparte głównie na zastosowaniu jonitów. Jonity albo wymieniacze jonowe są to ciała stałe nieorganiczne lub organiczne nierozpuszczalne w wodzie, które mają zdolnośc wymiany własnych jonów z jonami otaczającego je roztworu. Reakcja przebiega na powierzchni ziaren jonitu. Jonity zdolne do wymiany kationów nazywamy kationitami, a jonity zdolne do wymiany anionów nazywamy anionitami.
Kationity wymieniają swe jony wodorowe na kationy metali znajdujące się w wodzie, według reakcji
R-A-H+ + Me+ <=> R-A-Me+ + H+
gdzie: R - szkielet polimeru, A- - grupa anionowa związana z polimerem (-SO3-, -COO-)
W procesie wymiany jonowej rozpuszczone w wodzie jony metali wypierają z kationu jony wodorowe. Jony metali są zatrzymywane na powierzchni ziaren kationitu, a jony wodorowe przechodzą do wody powodując wzrost jej kwasowości.
Woda po przejściu przez kationit zostaje wprowadzona na anionit, na którym związane zostają aniony, zgodnie z reakcją;
R-B+OH- + A- <=> R-B+A- + OH-
gdzie: R - szkielet polimeru, B+ - grupa kationowa atomowo związana z polimerem (- NH3+), =NH2+)
Znajdujące się w wodzie aniony zatrzymywane są na powierzchni anionitu, a równoważna ilość jonów wodortlenowych OH- przechodzi do wody. Jony te reagują z jonami wodorowymi H+, pochodzącymi z wymiany kationów tworząc cząsteczki wody.
Jonity regeneruje się przepuszczając przez kationity dostatecznie stężony roztwór kwasu, a przez anionity roztwór zasady. procesy regeneracji jonitów można opisać równaniami:
- kationit R-A-Me+ + H+ <=> R-A-H+ + Me+
- anionit R-B+A- + OH- <=> R-A-+OH- + A-
Woda twarda utrudnia pienienie się środków piorących, powoduje powstawanie kamienia kotłowego, korozję kotłów parowych oraz podrażnienia skóry.

Zawartość wapnia w wodzie jest związana bezpośrednio ze składem geologicznym skały przez którą przepływa. Dlatego też twardość wody zależy często od strefy geograficznej. Woda pochodząca z regionu wapiennego będzie twardsza niż woda wydobywana z podłoża granitowego.

Ze względów sanitarnych, preferuje się raczej wodę względnie twardą. Rozporządzenie w sprawie wody pitnej ustala optymalną twardość wody. Wapń, główny składnik wpływający na twardość nie ma żadnego szkodliwego wpływu na zdrowie. Przeciwnie, dla zdrowego wzrostu lub aby zabezpieczyć się przed odwapnieniem zalecane jest picie wody zawierającej sole mineralne takie jak wapń czy magnez. Aby dostarczyć codziennie wapń, którego nasz organizm potrzebuje woda z kranu jest najprostszym rozwiązaniem.

Oznaki twardej wody

• Tworzenie się warstwy na powierzchni kawy lub herbaty
• Strata zapachu dań lub napojów wynikająca z połączenia chemicznego z węglanem wapnia
• Nieprzyjemny smak samej wody
• Według niektórych informacji twardość wody wydłuża czas gotowania mięsa i warzyw
Możemy uniknąć niepożądanych oznak twardej wody dodając do niej kilka kropli soku cytrynowego lub kwasu askorbinowego dostępnego w aptekach (szczypta na 1 litr wody).
Kiedy twarda woda jest gotowana składniki wapnia rozpuszczają się i osadzają w formie kamienia na ściankach naczyń kuchennych lub grzałek.
Jak ograniczyć tworzenie się kamienia?
Grzałki i piece
Ograniczyć temperaturę wody do 60 stopni Celsjusza - w wyższych temperaturach kamień tworzy się szybciej.
Dla wody twardej zalecane jest stosowanie urządzeń do zmiękczania wody.
Haut de page
Jak rozpoznać twardą wodę?
Woda twarda:
• Mydło mniej się pieni i łatwiej spłukuje
• W garnkach, naczyniach i wyposażeniu sanitarnym pozostawia białe osady
• Powoduje powstawanie kamienia w przewodach ciepłej wody, grzałkach i innych urządzeniach

8 4 8