Clark's Method of Treating Hardness of Water

Η μέθοδος του Clark είναι μία από τις λύσεις για την επεξεργασία σκληρού νερού με την προσθήκη σβησμένου ασβέστη στο νερό. Η σκληρότητα του νερού μπορεί να οριστεί ως η διαλυμένη περιεκτικότητα σε κατιόντα δισθενών μετάλλων στο νερό. Στη μέθοδο του Clark, το σκληρό νερό επεξεργάζεται με Ca(OH)2. Αυτή η μέθοδος αφαιρεί τη σκληρότητα με τη μετατροπή των διττανθρακικών σε ανθρακικά.

Σκληρότητα νερού 

Το ασβέστιο και το μαγνήσιο συνδέονται κυρίως με διττανθρακικά, θειικά ή χλωριούχα, τα οποία βρίσκονται στο φυσικό νερό. Το διττανθρακικό μετατρέπεται σε ανθρακικό και καθιζάνει με Ca++ για να παράγει λέπια ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3) όταν το σκληρό νερό εξατμίζεται ή θερμαίνεται σε θερμοκρασία 61°C/141°F.

Η σκληρότητα του νερού συνήθως μετράται σε mg/l ως ισοδύναμο CaCO3. Όμως, το CaCO3 δεν υπάρχει στο νερό. Υπάρχουν και άλλες τεχνικές ταξινόμησης για την ένδειξη του βαθμού σκληρότητας. Αλλά κυρίως το μαλακό νερό έχει λιγότερο από 60 mg/l CaCO3 σε σύγκριση με το σκληρό νερό, το οποίο έχει περισσότερο από 120 mg/l CaCO3. Οι τοπικές πηγές νερού μπορεί να περιέχουν σκληρό νερό. Σε ορισμένα σημεία, το νερό που αντλείται από διάφορες πηγές είναι σκληρό νερό. Η σκληρότητα ή η απαλότητα του νερού εξαρτάται από την πηγή του νερού. Το νερό που αντλείται από το έδαφος είναι συνήθως σκληρό νερό.

Μεταλλικά άλατα σκληρού νερού, όπως το ανθρακικό ασβέστιο, λειτουργούν επίσης ως ρυθμιστικά του pH. Αλλά το μαλακό νερό είναι ελάχιστα ρυθμισμένο. Είναι πιο ευαίσθητο στην οξίνιση από χημικές ουσίες που σχηματίζουν οξύ. Λόγω της παρουσίας του pH στο μαλακό νερό, έχει καλύτερη γεύση. Το pH των περισσότερων πηγών νερού είναι μεταξύ 6,5 και 8,0.

Η σκληρότητα του νερού εξαρτάται από την ποσότητα ασβεστίου και μαγνησίου που διαλύονται στο νερό. Το σκληρό νερό περιέχει υψηλές ποσότητες μεταλλικών ιόντων. Όσο περισσότερο έχει εγκατασταθεί το υδραυλικό σύστημα και η έκθεση στη θερμότητα μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο σκληρό νερό. Το όξινο νερό επιταχύνει τη διάβρωση, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής των υδραυλικών υλικών και προκαλώντας λεκέδες και αποχρωματισμό των εξαρτημάτων.

Επίσης, η αποτελεσματικότητα των περισσότερων χημικών ουσιών, όπως τα αντιδραστήρια, τα απολυμαντικά και τα φαρμακευτικά προϊόντα, εξαρτάται από το επίπεδο pH του νερού. Το σκληρό νερό με λιγότερο pH (+0,6) είναι ευνοϊκό για χρήση στις περισσότερες εγκαταστάσεις νερού. Εάν μια παροχή νερού περιέχει σκληρό νερό, οι υδραυλικές εργασίες πρέπει να γίνονται πολύ προσεκτικά.

Η σκληρότητα υπάρχει σχεδόν σε κάθε πηγή νερού λόγω της παρουσίας διττανθρακικών ασβεστίου και μαγνησίου. Είναι συχνά γνωστό ως προσωρινή σκληρότητα ή ανθρακική σκληρότητα. Το όξινο νερό της βροχής, το οποίο είναι φορτωμένο με διοξείδιο του άνθρακα, αντιδρά με φυσικά ορυκτά στο έδαφος, όπως ο ασβεστόλιθος, για να παράγει χημικές ουσίες που σκληραίνουν το νερό.

Για παράδειγμα:  

CO2 + H2O → H2CO3

H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2

Πώς μπορεί να μετρηθεί η σκληρότητα του νερού;

Η σκληρότητα του νερού μπορεί να προσδιοριστεί από την ποσότητα των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου που υπάρχουν στο νερό. Μπορεί επίσης να διαπιστωθεί από τη συγκέντρωση ανθρακικού ασβεστίου σε αυτό. Η ποτενσιομετρική μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της σκληρότητας του νερού προσθέτοντας ένα ρυθμιστικό διάλυμα σκληρότητας στο δείγμα νερού μέχρι το επίπεδο pH του δείγματος νερού να φτάσει το 10. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τιτλοδότηση τετραοξικού οξέος αιθυλενοδιαμίνης για τη μέτρηση της σκληρότητας. Ένα υγρό ηλεκτρόδιο ανταλλαγής ιόντων χρησιμοποιείται ως επιλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων, το οποίο ανταποκρίνεται στα δισθενή ιόντα μαγνησίου και ασβεστίου.

Πώς μπορείτε να αφαιρέσετε τη σκληρότητα;

Μπορείτε να αφαιρέσετε την προσωρινή σκληρότητα με δύο τρόπους: 

• Βράσιμο

• Μέθοδος Clarks

Βράσιμο:Η προσωρινή σκληρότητα του νερού μπορεί να αφαιρεθεί με βραστό νερό. Κατά τη διάρκεια του βρασμού, τα διττανθρακικά υφίστανται επεξεργασία για να σχηματίσουν υδροξείδια και διττανθρακικά ασβέστιο και στη συνέχεια μετατρέπονται σε ανθρακικά άλατα. Η προσωρινή σκληρότητα μπορεί να εξαλειφθεί με φιλτράρισμα αυτών των ιζημάτων.

Μέθοδος του Κλαρκ:Ο Τόμας Κλαρκ είναι γνωστός στη χημεία για την εισαγωγή μιας μεθόδου για την αποσκλήρυνση του σκληρού νερού γνωστή ως μέθοδος του Κλαρκ. Η μέθοδός του περιλαμβάνει το μαλάκωμα του ασβεστούχου νερού αφαιρώντας το ανθρακικό οξύ από αυτά. Η μέθοδός του συνίσταται στην προσθήκη γάλακτος ασβέστη σε σκληρό νερό έως ότου σχηματιστεί η καθίζηση ανθρακικών ασβεστίου και μαγνησίου.

Αφαίρεση της σκληρότητας του νερού με τη μέθοδο του Clark

Μέταλλα, άλατα, μέταλλα, κατιόντα, ανιόντα και άλλα διαλυμένα στερεά στο νερό μπορούν να αφαιρεθούν για να μειωθεί η σκληρότητα του νερού. Μία από τις κοινές μεθόδους αποσκλήρυνσης του νερού είναι η μέθοδος του Clark με την οποία μπορεί να αφαιρεθεί η προσωρινή σκληρότητα του νερού χρησιμοποιώντας κρύο ασβέστη.

Η μέθοδος του Clark βοηθά στην προετοιμασία του νερού σε ένα  άμεσο μακιγιάζ πύργου ψύξης. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως θεραπεία πρώτου σταδίου πριν από την ανταλλαγή ιόντων για το μακιγιάζ του λέβητα ή την ανακύκλωση του νερού απόρριψης RO. Προστίθεται ασβέστης ή συνδυασμός ασβέστη και ανθρακικού νατρίου για την επεξεργασία του νερού (ανθρακικά ιόντα). Παράγουν αδιάλυτες ενώσεις όταν έρχονται σε επαφή με τη σκληρότητα και τη φυσική αλκαλικότητα του νερού. Η καθίζηση ή η ασβεστοποίηση μπορεί να αφαιρεθεί περαιτέρω από το νερό με την καθίζηση τους. Πολλές εταιρείες χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για την επεξεργασία νερού με μέτρια έως υψηλά επίπεδα σκληρότητας και αλκαλικότητας περίπου 150-500 ppm.

Τι είναι το κρύο μαλακτικό λάιμ;

Το κρύο μαλάκωμα ασβέστη αναφέρεται στη διαδικασία μαλακώματος ασβέστη σε θερμοκρασία δωματίου. Η αντίδραση που συμβαίνει όταν προστίθεται Ca(OH)2 (σβησμένος ασβέστης) στο νερό μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη εξίσωση: 

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3  + H2O

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3¯ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Συμπέρασμα

Το σκληρό νερό μαλακώνει με τη βοήθεια του Ca(OH)2 (σβησμένος ασβέστης) στη διαδικασία αποσκλήρυνσης του νερού του Clark. Το αντιδραστήριο του Clark είναι το υδροξείδιο του ασβεστίου. Μετατρέπει τα διττανθρακικά σε ανθρακικά για να εξαλείψει τη σκληρότητα από το νερό. Η τεχνική του Clarke χρησιμοποιεί υδροξείδιο του ασβεστίου (άσβεστος) για να μαλακώσει το νερό.

Σχετικές σελίδες

Ειδοποιήσεις JEE	Υλικό μελέτης JEE
Διαφορά μεταξύ JEE	Σημαντικές φόρμουλες JEE
Συμβουλές για τις εξετάσεις JEE	Πλήρες φόρμες JEE
Μέσες τετραγωνικές ταχύτητες ρίζας	Τύπος ακτινωτών και γωνιακών κόμβων
Μαγνητικές ιδιότητες των στοιχείων d-Block	Περιορισμοί της θεωρίας του Arrhenius
Η εξίσωση Nernst και οι εφαρμογές της	Θεωρίες γαλακτωματοποίησης