اول از همه، بیایید دریابیم که چرا وقتی آب خیلی سفت است، مشکل ایجاد می شود. مصرف منظم آب آن باعث پیدایش سنگ در دستگاه دفع می شود. استفاده از آن برای حمام کردن یا شستن اغلب می تواند باعث تحریک پوست به خصوص در کودکان شود. علاوه بر این، می‌تواند ناراحتی‌های خاصی را در زندگی روزمره ایجاد کند: نمک‌های فلزی (کلسیم و منیزیم) که مسئول سختی آب هستند، می‌توانند با اسیدهای چرب موجود در صابون ترکیبات خاصی (نامحلول) ایجاد کنند.
بیایید آزمایش کنیم:
- آب را تا علامت "40" داخل فلاسک بریزید.
- همه 0.2 متر محلول کلرید کلسیم را از ویال اضافه کنید.
- یک اجاق گاز بردارید و یک شمع روی آن بگذارید. سپس دستکش های محافظ خود را بردارید و شمع را روشن کنید. پخش کننده شعله را روی اجاق ها نصب کنید.
- فلاسک را روی شعله پخش کن قرار دهید. لطفاً 15 دقیقه صبر کنید.
- تمام محلول بی کربنات سدیم 0.3M را از ویال بریزید.
- بعد از آن آب داخل فلاسک کدر می شود.
سختی آب چقدر است؟
موقتو سختی آب ثابت ثابت چیست؟
این مقدار مشخصی است که منعکس کننده مقدار نمک های فلزات مختلف حل شده در آب مانند کلسیم، منگنز، آهن است. سختی موقت (که قابل استخراج است) و سختی دائمی. حالت موقت به دلیل بی کربنات کلسیم و منیزیم است و تورنیکه دائمی به دلیل سولفات ها و کلریدهای آنهاست (CaCl2 و MgCl2). می‌توان نتیجه گرفت که آب سخت آبی است که در آن نمک‌های فلزی زیادی به طور همزمان وجود دارد.
وقتی کلرید کلسیم را به آن اضافه می کنیم، سختی آن را به طور مصنوعی افزایش می دهیم. همانطور که در بالا ذکر شد، CaCl2 باعث سختی غیر کربناتی دائمی در آب می شود. و بخشی از آزمایش ما این واقعیت را نشان داد: هنگام جوشیدن، هیچ بارندگی قابل توجهی روی دیوارها رخ نمی دهد.
افزودن سدیم بی کربنات NaHCO3 منجر به تشکیل بی کربنات کلسیم در محلول می شود:2 NaHCO3 + CaCl 2 =Ca (HCO3)2 + 2NaCl، و به دلیل تشکیل کلسیم (HCO3)2، سختی آب ما موقتی می شود - حالا می توان آن را با جوشاندن حذف کرد.
چرا رسوب ایجاد می شود و چگونه آن را حذف کنیم
فلس (یا فلس آهک) یک کربنات کلسیم نامحلول است که در طی تجزیه حرارتی بی کربنات کلسیم رسوب می کند. اگرچه لایه ضخیم پوسته خاکستری غذا را زیباتر نمی کند، اما ضرری ندارد. علاوه بر این، می تواند سختی بیش از حد آب لوله کشی را حذف کند. علاوه بر این، با تمیز کردن قوری‌ها و قابلمه‌ها، رسوب‌ها را می‌توان به راحتی از روی آنها پاک کردمحلول اسید سیتریک.
چگونه آب را نرم کنیم
آبی که حاوی مقدار کمی نمک فلزی است، نرم است. و فرآیند استخراج سختی آن را نرم می کند. ساده ترین راه برای نرم شدن، همانطور که در آزمایش ما نشان داده شد، جوشاندن است. بی کربنات های کلسیم و منیزیم هنگام گرم شدن، تجزیه حرارتی می شوند. این فرآیند فقط سختی موقت (کربنات) را حذف می کند (سختی آب دائمی را می توان با روش های دیگر حذف کرد). سختی ثابت حفظ می شود: آب اشباع شده با کلرید کلسیم CaCl2 در زمان جوشاندن هیچ اثری باقی نمی گذارد. تقطیر ارتباط نزدیکی با این عمل دارد. در طی فرآیند تقطیر، مایع تبخیر شده روی سطح سرد شده متراکم می شود و بنابراین به صورت قطرات جمع آوری می شود. آب تصفیه شده به این روش مقطر نامیده می شود. برای نوشیدن مناسب نیست، زیرا مواد معدنی را از بدن خارج می کند. با این حال، به طور گسترده ای در علم و صنعت استفاده می شود.
راه دیگر برای نرم شدن استفاده از معرف ها است. آنها یون های منیزیم و کلسیم را به شکلی انتقال می دهند که با افزودن برخی مواد شیمیایی مانند هیدروکسید کلسیم (فرآیندی به نام نرم شدن آهک) حل نمی شود. مانند جوشاندن، آهک نرم تنها سختی کربنات را از بین می برد.
رفع سختی دائمی آب
برای استخراج سختی دائمی (غیر کربناته) به نرم کردن آب عمیق تری نیاز است، بنابراین علاوه بر آهک خرد شده از کربنات نیز استفاده می کنند.سدیم.
برای حذف کارآمدتر یون های فلزی، از "تفنگ های بزرگ" - فسفات سدیم استفاده می شود:
Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4=Mg3(PO4)2=+ 6Na+.
عیب این روش نرم کننده این است که باید معرف هایی را که به ما داده می شود به دقت دوز کنیم. در صنعت، فناوری نرم کردن آب با رزین های تبادل یونی بیشترین استفاده را دارد. متخصصان آب را از فیلتری عبور می دهند که یون های فلزی (کلسیم، منگنز، آهن، منیزیم) را در خود نگه می دارد. این ذرات "به دام افتاده" با یون های پتاسیم، سدیم یا هیدروژن H+ که در محلول آزاد می شوند جایگزین می شوند. این روش همچنین زمانی موثر است که سختی مداوم آب شما را آزار دهد.
نتیجه گیری: کدام بهتر است؟
کدام آب برای شما بهتر است - سفت یا نرم؟ پاسخ ساده است: همه چیز در حد اعتدال خوب است. گزینه ایده آل برای استفاده روزانه در منزل، آب با سختی متوسط است که حاوی مقدار کمی مواد مضر است. تعادل صحیح همیشه راهی به سوی هماهنگی است.
