Upload
tejano
View
57
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Kalciumvegyületek a természetben. Vizek keménysége. Összeállította: Balázs Katalin. Telített konyhasóoldat. Tengervíz. Desztillált víz. Esővíz. Található-e a természetben kémiailag tiszta víz? Természetes vizeink kémiai szempontból milyen összetételűek lehetnek?. A víz nagyon jó oldószer. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Vizek keménységeVizek keménysége
Összeállította: Balázs Katalin
A víz nagyon jó oldószer.
A felsorolt anyagokat állítsd sorrendbe növekvő oldottanyag-tartalom szerint! Milyen kísérlettel tudnád ellenőrizni, hogy jól oldottad-e meg a feladatot?
Tengervíz
Desztillált víz Esővíz
Telített konyhasóold
at
Található-e a természetben kémiailag tiszta víz? Természetes vizeink kémiai szempontból milyen összetételűek lehetnek?
Megoldás
Bepárlással ellenőrizhető a szilárd oldott anyag mennyisége:
1. desztillált víz 2. esővíz 3. tengervíz 4. telített konyhasóoldat
KÉRDÉS: Mi lehet a különbség az alább felsorolt természetes vizek összetételében?
óceánok vize, tengervíz, folyóvíz, esővíz, ásványvíz
A víz keménységét a vízben oldott Ca2+
(aq) és Mg2+(aq) ionok okozzák.
Csoportosítsd a megadott anyagokat aszerint, hogy milyen a vízben való oldhatóságuk (20 oC)!
CaCO3
MgCO3CaCl2
Ca(HCO3)2
MgCl2
Mg(HCO3)2
CaSO4
Ca(NO3)2
Ca3(PO4)2
Oldhatósági táblázat adataig/100 g telített oldat
20 oC 40 oC 60 oC
CaCl2 42,1 52,9 56,7
CaCO3 MgCO3 <<0,01Oldhatóságukat nem csak a hőmérséklet, hanem a CO2
koncentrációja is nagyban befolyásolja
CaSO4 0,202 0,210 0,201
Ca3(PO4)2 <<0,01
Ca(NO3)2 56,7 65,4 78,1
Ca(HCO3)2
Mg(HCO3)2
Tiszta, szilárd vegyületként nem ismeretesek, csak vízben oldott formában.
MgCl2 35,6 36,8 37,9
MegoldásVízben oldódik: CaCl2, Ca(HCO3)2, MgCl2, Ca(NO3)2, Mg(HCO3)2
Vízben nem vagy rosszul oldódik: MgCO3, CaCO3, CaSO4, Ca3(PO4)2
KÉRDÉS: Mit tapasztalsz, ha adott mennyiségű anyag (adott mennyiségű oldószerben, adott hőmérsékleten)
jól oldódik, rosszul oldódik,nem oldódik?
Gondolkozz!Ha egy vizes oldatba az alábbi ionokat juttatjuk:
KATIONOK ANIONOK13 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 4 mol SO42-
2 mol HCO3-
5 mol Cl-
2 mol PO43-
Mitől függ, hogy mely anyag és mennyi anyag válik ki az oldatból?
(A Na-vegyületek vízben jól oldódnak.)(Az oldatban az összes pozitív töltés mennyisége megegyezik
az összes negatív töltés mennyiségével.)
Kiválik: 4 mol CaSO4 (ennél több nem, mert nincs több SO42-),
1 mol Ca3(PO4)2 (ennél több nem, mert csak 2 mol
PO43- ion van jelen),
és oldatban marad 6 mol Ca2+
Az oldatban marad:6 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 2 mol HCO3-
5 mol Cl-
Az ionok minőségétől és mennyiségétől függ, hogy milyen és mennyi anyag válik ki az oldatból.
Megoldás
A vízben oldott Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 adja a víz változó keménységét.
Forralással az ennek megfelelő Ca2+ és Mg2+ ion mennyisége kicsapható, így
eltávolítható.Mely sav sói a hidrogénkarbonátok?Írd fel a Ca- és Mg-hidrogénkarbonát bomlásának
reakcióegyenletét! Milyen gáz keletkezik a folyamat során? Milyen módszerrel lehet eltávolítani az oldatból a
keletkező, vízben rosszul oldódó csapadékot?
A hidrogén-karbonátok a szénsav sói.
Reakcióegyenlet:Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2
A keletkező csapadékot szűréssel lehet eltávolítani:
Megoldás
Gondolkozz!Ha az előző példában szereplő oldatot forraljuk, milyen
változás történik az oldat összetételében?Az oldatban van:
6 mol Ca2+ 9 mol NO3-
4 mol Na+ 2 mol HCO3-
5 mol Cl-
Forralás után: elbomlik 1 mol Ca(HCO3)2 (mivel összesen 2 mol HCO3
- van az oldatban)Az oldatban marad:
5 mol Ca2+ 9 mol NO3-
4 mol Na+ 5 mol Cl-
Az oldat keménysége csökkent.
Megoldás
A vízben oldott egyéb Ca- és Mg-vegyületek adják a víz állandó
keménységét. Vízlágyító szerrel az ennek megfelelő Ca2+ és Mg2+ ion mennyisége
kicsapható, így eltávolítható.
Kísérlet: szódás vízlágyításMilyen anyag alkalmas vízlágyító szernek? Sorold fel a
legfontosabb tulajdonságait!Írd fel a Ca2+ és Mg2+ ion reakcióját szódával és trisóval!
Hogyan változik az oldat Ca2+ és Mg2+ tartalma?
A vízlágyító szer Jól oldódjon vízben A Ca2+ és Mg2+ ionnal alkosson vízben oldhatatlan
vegyületet (amit le lehet szűrni)Szódás vízlágyítás:
Ca2+ + Na2CO3 = CaCO3 + 2 Na+
Mg2+ + Na2CO3 = MgCO3 + 2 Na+
Trisós vízlágyítás:3 Ca2+ + 2 Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6 Na+
3 Mg2+ + 2 Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6 Na+
Így az oldat Ca2+ és Mg2+ ion-tartalmát eltávolítottuk, lágy vizet kaptunk.
Megoldás
Gondolkozz!Az előző példában szereplő oldat állandó keménységét is meg
akarjuk szüntetni vízlágyító szer alkalmazásával. Hány mól szódát kell alkalmaznunk? Hány mól trisót kell alkalmaznunk?
Az oldatban van:5 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 5 mol Cl-
Szódás vízlágyítással: 1 mol Ca2+ eltávolításához 1 mol Na2CO3 kell, 5 mol Ca2+ eltávolításához 5 mol Na2CO3 kell.
Trisós vízlágyítással: 3 mol Ca2+ eltávolításához 2 mol Na3PO4 kell, 5 mol Ca2+ eltávolításához 10/3 mol Na3PO4 kell.
Az oldat keménysége csökkent.
Megoldás
A természetben hol fordul elő kemény, illetve lágy víz?
Ott, ahol a víz Ca- és Mg-tartalmú vegyületekkel érintkezik, és ezeket oldani tudja, kemény víz jön létre.A mészkőhegységekben, dolomitokban, karsztvidéken
folyó hegyi patakok vize nagy keménységű.Az óceánok, tengerek vize tartalmaz oldott Ca2+ és Mg2+
ionokat.Az esővíz általában nagyon lágy víz, oldott Ca2+ és Mg2+
ionokat nem tartalmaz.
Összefoglalás
A kemény víz sok oldott Ca2+ és Mg2+ iont tartalmaz.Forralással eltávolítható a változó keménységet okozó
Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 tartalom.Vízlágyító szerekkel vagy ioncserélővel az állandó
keménység is megszüntethető.A természetben elsősorban a mészkő- és karsztvidékeken
fordul elő kemény víz (cseppkőképződés, barlangképződés).A kemény vízből vízkő válhat ki különböző körülmények
között, ami a fűtőberendezésekben veszélyessé válhat.