Αφαιρέστε τη σκληρότητα του νερού (προσωρινή)

Τα ιόντα ασβεστίου και τα διττανθρακικά ιόντα στο νερό κάνουν το νερό να φαίνεται σκληρό στην αρχή. Αυτό συμβαίνει όταν αυτά τα ιόντα διαλύονται:σχηματίζονται κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου και σχηματίζονται ανιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Είναι λόγω των μεταλλικών κατιόντων που κάνουν το νερό σκληρό. Υπάρχουν τρόποι για να απαλλαγείτε από τη σκληρότητα, όπως το βράσιμο ή η προσθήκη ασβέστη (υδροξείδιο του ασβεστίου). Το διττανθρακικό πρέπει να θερμανθεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία για να γίνει ανθρακικό. Αυτό προκαλεί το ανθρακικό ασβέστιο να βγαίνει από το διάλυμα, καθιστώντας το νερό πιο μαλακό όταν κρυώνει. Το αρχικό αδιάλυτο ανθρακικό μετατρέπεται σε κάτι που μπορεί να αναμιχθεί με άλλα πράγματα. Ας μάθουμε περισσότερα για το πώς να αφαιρέσετε τη σκληρότητα του νερού (προσωρινή).

Αφαιρέστε την προσωρινή σκληρότητα από το νερό

1) Βρασμός (φυσική μέθοδος)

Σε αυτή την περίπτωση, ο βρασμός διασπά το ασβέστιο και το υδρογόνο του μαγνησίου στα (ανθρακικά) τους και το νερό και το αέριο CO2, μετατρέποντας τα ανθρακικά τους. Τα ανθρακικά άλατα σχηματίζονται όταν τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου αφαιρούνται από το νερό και στη συνέχεια εναποτίθενται ως στερεά στο κάτω μέρος του λέβητα.

Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

2) Προσθέστε υδροξείδιο του ασβεστίου (ασβεστόνερο)

Υπάρχουν διαλυτά όξινα ανθρακικά άλατα μαγνησίου ή ασβεστίου που μπορούν να αναμειχθούν με νερό. Το υδροξείδιο του ασβεστίου αντιδρά μαζί τους για να δημιουργήσει ανθρακικά άλατα μαγνησίου ή ασβεστίου που δεν είναι διαλυτά.

Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2CaCO3(s) + 2H2O(l)

3) Αφαιρέστε τα ιόντα ασβεστίου ή μαγνησίου από το νερό προσθέτοντας σόδα πλυσίματος σε αυτό:

C𝑎(𝐻𝐶𝑂3)2 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 (𝑎𝑞) → 2𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (𝑎

4) Προστίθεται αμμωνιακό νερό

Υπάρχει μια αλλαγή στα υδροανθρακικά που μπορούν να διαλυθούν σε ανθρακικά που το νερό δεν μπορεί να διασπάσει. Τα ιόντα μαγνησίου και ασβεστίου βρίσκονται εκτός νερού με αυτή τη μέθοδο.

2NH4OH(aq) + Mg(HCO3)2(aq) → MgCO3(s) + (NH4)2CO3(aq) + H2O(l)

Η χημεία του τρόπου αφαίρεσης της σκληρότητας:

Όταν το ασβέστιο και το μαγνήσιο αφαιρούνται από το νερό με τη μορφή ανθρακικού ασβεστίου και υδροξειδίου του μαγνησίου, προκαλεί το νερό να γίνει λιγότερο όξινο. Η συγκέντρωση του CO2 και το pH παίζουν σημαντικό ρόλο στο πώς αυτά τα δύο στερεά ενώνονται. Όταν προστίθενται υδροξείδια και το pH αυξάνεται σε πάνω από 10, μπορούν να βοηθήσουν στην εξάλειψη της ανθρακικής σκληρότητας.

Τα διττανθρακικά ιόντα μπορούν να μετατραπούν σε ανθρακικά ιόντα όταν το pH του νερού είναι μεγαλύτερο από 10. Υπάρχει πολύ περισσότερο ανθρακικό στον αέρα από ό,τι το ανθρακικό ασβέστιο. Υπάρχει ακόμα πολύ ασβέστιο στο νερό που δεν μπορεί να αφαιρεθεί αλλάζοντας το pH. Αυτό ονομάζεται μη ανθρακική σκληρότητα.

Επομένως, πρέπει να προσθέσετε ανθρακικό νάτριο (ανθρακικό νάτριο) έξω από το σώμα για να κατακρημνιστεί το ασβέστιο ακόμα εκεί. Το μαγνήσιο αφαιρείται επειδή σχηματίζεται υδροξείδιο του μαγνησίου όταν το μαγνήσιο και το νερό αναμειγνύονται. Προστίθεται ασβέστης στη διαδικασία ασβέστη-ανθρακικής σόδας για να αυξήσει το επίπεδο του pH.

5) Για να ληφθεί το ανθρακικό ιόν, τοποθετείται ανθρακικό νάτριο.

H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2O

Συμπεράσματα :

• Όταν αναμειγνύονται CO2 ανθρακικό οξύ και ασβέστης, η εξίσωση (1) είναι η διαδικασία εξουδετέρωσής τους. Αυτή η εξίσωση δεν αλλάζει τη σκληρότητα του νερού, επομένως δεν υπάρχει καθαρή αλλαγή από αυτό. Πολλά ανθρακικά οξέα θα πρέπει επίσης να εξουδετερωθούν με πολλή ασβέστη, η οποία θα πρέπει να έχει τη μορφή CaCO3. Οι στοχαστικές αναλογίες μπορούν επίσης να σας βοηθήσουν.
• Η εξίσωση (2) δείχνει πώς μπορείτε να αφαιρέσετε τη σκληρότητα του ανθρακικού ασβεστίου από το νερό. Δείχνει επίσης ότι κάθε μόριο όξινου ανθρακικού ασβεστίου μπορεί να σχηματίσει δύο ανθρακικά ιόντα αυξάνοντας το pH του νερού. Αυτές οι στοιχειομετρικές αναλογίες δείχνουν επίσης ότι για κάθε mg/L όξινου ανθρακικού ασβεστίου, θα χρειαστεί 1 mg/L ασβέστη σε μορφή CaCO3 για να απαλλαγούμε από αυτό.
• Η σκληρότητα ασβεστίου και μη ανθρακικού άλατος αφαιρείται από την Εξ. (3), που σημαίνει ότι υπάρχει λιγότερη σκληρότητα. Το CaCO3 θα πρέπει να χρησιμοποιείται για κάθε mg/L σκληρότητας μη ανθρακικού ασβεστίου για να αφαιρεθεί από το νερό.
• Είναι το ίδιο με την εξ. 4, που λέει:  Για να απαλλαγείτε από κάθε mg/L σκληρότητας διττανθρακικού μαγνησίου στο νερό, θα χρειαστείτε δύο mg/L ασβέστη σε μορφή CaCO3 ή ασβέστη.
• Εξ. Το (5) δείχνει πόση σκληρότητα μη ανθρακικού μαγνησίου χάνεται όταν το κόβετε. Για να απαλλαγείτε από τη σκληρότητα του μη ανθρακικού μαγνησίου, χρειάζεστε ένα mg/L ασβέστη, ή CaCO3, για κάθε mg/L που η σκληρότητα βρίσκεται στο νερό. Υπάρχει μια ανταλλαγή:Ένα ιόν μαγνησίου αφαιρείται και ένα ιόν ασβεστίου προστίθεται για κάθε ιόν μαγνησίου που αφαιρείται. Αυτό σημαίνει ότι το επίπεδο σκληρότητας δεν άλλαξε, πράγμα που ισχύει.

Συμπέρασμα

Για να είναι το νερό σκληρό, πρέπει να έχει πολλά πολυσθενή κατιόντα μέσα. Ονομάζονται «πολυσθενή» κατιόντα επειδή έχουν περισσότερα από ένα φορτία. Στη συνέχεια, αποτελούνται από μεταλλικά σύμπλοκα με περισσότερες από μία φορτίσεις, +1. Τις περισσότερες φορές, τα κατιόντα έχουν +2. Τα κατιόντα στο σκληρό νερό είναι κυρίως Ca2+ και Mg2+. Αυτά τα ιόντα εισέρχονται σε μια πηγή νερού με διάσπαση ορυκτών σε έναν υδροφόρο ορίζοντα. Επικρατούν μέταλλα πλούσια σε ασβέστιο όπως ο ασβεστίτης και ο γύψος. Υπάρχει ένα κοινό ορυκτό μαγνησίου που ονομάζεται δολομίτης που βρίσκεται παγκοσμίως (το οποίο περιέχει επίσης ασβέστιο). Δεν υπάρχουν πολλά ιόντα στο νερό της βροχής ή στο νερό που έχουν αποσταχθεί, επομένως είναι μαλακά.

Υπάρχουν διαλυμένα διττανθρακικά ορυκτά στο νερό που το κάνουν σκληρό, καθιστώντας το «προσωρινά σκληρό» (όξινο ανθρακικό ασβέστιο και διττανθρακικό μαγνήσιο). Είναι λόγω των μεταλλικών κατιόντων που κάνουν το νερό σκληρό. Η σκληρότητα που προκαλείται από θειικές και χλωριούχες ενώσεις, από την άλλη πλευρά, διαρκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν μπορεί να αφαιρεθεί με βραστό νερό. Αυτό το άρθρο κάλυψε πώς να αφαιρέσετε τη σκληρότητα του νερού (προσωρινή).