пособие по химии

13.3. Жесткость воды и способы ее устранения

Жесткость воды - совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней ионов Са²^ и Mg²^.

Количественно выражается суммой миллиэквивалентов этих ионов в 1 л воды. Один миллиэквивалент жесткости соответствует 20,04 мг/л Ca²⁺ или 12,16 мг/л Mg²⁺. Мягкая вода имеет общую жесткость менее 4 мэкв/л, жесткая - более 8 мэкв/л.

В жесткой воде плохо развариваются продукты питания, так как катионы кальция с белками пищи образуют нерастворимые соединения.

Постоянное употребление жесткой воды может привести к отложению солей (мочекаменная болезнь) в организме человека. В то же время мягкая вода плохо влияет на состояние зубной эмали. Жесткая вода из-за образования накипи непригодна для использования в паровых котлах, вредна для металлических конструкций, трубопроводов. В жесткой воде плохо мылится мыло, так как оно связывается ионами Сa²^, Mg²^, и пена образуется лишь после полного осаждения этих ионов:

2С₁₇H₃₅COO^ + Ca²^  (C₁₇H₃₅COO)₂Ca

2C₁₇H₃₅COO^+ Mg²^  (C₁₇H₃₅COO)₂Mg

Общая жесткость воды складывается из временной и постоянной жесткости. Различие между ними, а также способы устранения приведены в таблице:

Жесткость воды
временная (карбонатная)	постоянная (некарбонатная)
катионы
Сa²^, Mg²^	Ca²^, Mg²^
анионы
HCO₃^	Cl^, SO₄²^
Устранение
1. Кипячение.
Сa(HCO₃)₂ CaCO₃+ H₂O+ CO₂	кипячением устранить нельзя
Mg(HCO₃)₂  Mg(OH)₂ + 2CO₂
2. Известково-содовый метод.
а) Добавление гашеной извести:
Сa(HC0₃)₂+Сa(0H)₂2CaC0₃+2H₂0	MgCl₂+Ca(OH)₂Mg(OH)₂+CaCl₂
б) Добавление соды:
Сa(HCO₃)₂+ Na₂CO₃ CaCO₃ + +2NaHCO₃	CaCl₂+ Na₂CO₃ CaCO₃+2NaCl
3. Фосфатный метод.
3Ca(HCO₃)₂+2Na₃PО₄Ca₃(PO₄)₂ + 6NaHCO₃	3MgSO₄+ 2Na₃PO₄ Mg₃(PO₄)₂+ +3Na₂SO₄
4. Использование катионитов (твердых веществ, содержащих подвижные катионы, способные обмениваться на катионы внешней среды).
Ca²^ _{(раствор)} + Na₂R_{(полимер)}  СaR_{(полимер)} + 2Na^ _{(раствор)}, Mg²^ _{(раствор)} + Na₂R_{(полимер)}  MgR_{(полимер)} + 2Na^ _{(раствор)}, где R - остаток ионообменной смолы (катионита)

Содержание