logo
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)