Уравнение устранения некарбонатной жесткости воды

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6def98fedd728749 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Методы устранения жесткости воды

Решение задач по химии на вычисление жёсткости воды

Задание 341
Какую массу Na₃PO₄ надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 ммоль/л? Ответ: 136,625 г.
Решение:
Молярная масса эквивалента Na₃PO₄ = M/3 = 163,945/3 = 54,65 г/моль. Жёсткость воды выражается суммой миллиэквивалентов ионов Са 2+ и Mg 2+ , содержащихся в 1 л воды (моль/л). В 500 л воды содержится 500 . 5 = 2500 моль солей, обуславливающих жёсткость воды. Для устранения жёсткости следует прибавить 2500 . 54,65 = 136625 мг или 136,625 г Na3PO4.

Ответ: 136,625 г.

Задание 342
Какие соли обусловливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной, некарбонатной? Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? Ответ: 2,317 ммоль/л.
Решение:
Жёсткость природной воды обуславливают соли кальция и магния. Карбонатная («временная») жёсткость обусловлена присутствием Са(НСО₃)₂, реже Mg(HCO₃)₂. Жёсткостьь воды временной называется, потому что может быть устранена простым кипячением воды, гидрокарбонаты кальция и магния при нагревании разлагаются на углекислый газ и карбонаты кальция или магния. Карбонаты кальция и магния оседают на стенках сосудов в виде на-кипи:

Некарбонатная («постоянная») жёсткость воды обусловлена присутствием в ней растворимых солей кальция и магния, не дающих осадок при кипячении. Наиболее обычны сульфаты и хлориды. Из них особое значение имеет СаSO₄, который оседает в виде очень плотной накипи. Некарбонатную жёсткость чаще всего устраняют добавлением в воду Na₂CO₃:

Временную жёсткость тоже можно удалить содой Na₂CO₃, но в технике применяют обычно Са(ОН)₂, потому что он намного дешевле соды или буры:

Сумма временной и постоянной жёсткости определяет общую жёсткость воды. Общая жёсткость воды характеризуется по данному признаку следующими наименованиями: мягкая ( 12 ммоль/л). Для полного умягчения воды вместо соды часто применяют Na3PO4,осаждающий кальций и магний в виде труднорастворимых ортофосфатов:

Во многих случаях для умягчения воды применяют гексаметафосфат натрия (Na₃PO₃)₆:

Расчет жёсткости воды.

В 1 л воды содержится 14,632 : 100 = 0,14632 г. Mg(НСО₃)₂ составляет 0,14632 : 63,16 = 0,002317 моль. [63,16г/моль – эквивалентная масса Mg(НСО₃)₂]. Следовательно, жёсткость воды равна 0,002317 : 1000 = 2,317 ммоль/л.

Ответ: 2,317 ммоль/л.

Задание 343
Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 см 3 воды, требуется 15 см 3 0,08 н. раствора НСI. Ответ: 6 ммоль/л.
Решение:
Вычисляем молярную концентрацию эквивалентов раствора гидрокарбоната кальция, обозначив число эквивалентов растворённого вещества в 1 л раствора через х, составив пропорцию, получим:

15 : 200 = 0,08 : х; х = (15 . 0,08)/200 = 0,006 моль.

Таким образом, в 1 л исследуемой воды содержится 0,006 . 1000 = 6 ммоль/л гидрокарбоната кальция или 6 ммоль/л ионов Са 2+ , т. е. карбонатная жёсткость воды равна 6 ммоль/л.

Реагентное умягчение-обезжелезивание воды

Устранение жесткости воды

Существует несколько методов устранения жесткости воды, на практике наиболее часто применяется реагентное умягчение. В результате химической реакции между добавленными реагентами и присутствующими в воде ионами жесткости (Ca²⁺ и Mg²⁺) образуются нерастворимые соединения (осадки), которые легко удалить из раствора механическим способом. Для уменьшения общей жесткости воды применяют:

• кальцинированную соду — Na₂CO₃;
• гашеную известь — Са(ОН)₂;
• фосфат натрия — Na₃PO₄.

Процессы водоподготовки и умягчения воды реагентными методами и декарбонизацией известью ведутся в установках-осветлителях. В осветлителях создаются условия взвешенного осадка, а образование твердого осадка происходит по всему свободному объему раствора. Например, рост кристаллов CaCO₃ происходит из исходных частиц размером 0,01 мм.

Для того чтобы взвешенные в растворе карбонат кальция и карбонат магния быстрее выпали в осадок, дополнительно используют коагулянты — чаще всего это сульфат железа FeSO₄. Иногда применяют флокулянты (хлопьеобразователи).

Воду с высокой карбонатной жесткостью оптимально нейтрализовать известью совместно с сульфатом железа, в том случае, если не требуется дополнительно удалять ионы некарбонатной жесткости. Существенно снизить некарбонатную жесткость сможет добавление в воду щелочи NaOH с образованием соды (NaHCO₃).

Применение щелочи должно быть рассчитано исходя из соотношения

Едкий натр (NaOH) нельзя применять в осветлителях совместно с коагулянтами, так как он ухудшает показатели осаждения взвешенных частиц.

Дозы для реагентного умягчение воды известью и гидроксидом натрия вычисляют из соотношения

Описанные методы реагентного умягчения воды находят применение для обработки природных вод из поверхностных водоемов. Положительные стороны метода декарбонизации состоят в том, что из воды дополнительно удаляются взвешенные вещества, органические примеси, железистые и кремниевые соединения.

Как правило, железо в природных водах представлено в виде комплексов, коллоидных систем и тонкодисперсных взвешенных частиц. В результате реакций декарбонизации образуются осадки солей железа и магния, а также карбонат кальция. Влажный осадок направляется на дальнейшую обработку — обезвоживание, складирование и утилизацию.

Один из методов удаления солей кальция из природных подземных вод заключается в реагентной обработке известью и едким натром в вихревом реакторе. В условиях гетерогенной системы кристаллизация осадка карбоната кальция происходит на поверхности загрузки, где быстрее образуются зародыши кристаллов. С точки зрения физики процесса образование кристаллов на поверхности энергетически более выгодно, чем кристаллизация по всему объему раствора.

В тех случаях, когда раствор насыщен карбонатом кальция, для оценки его водородного показателя применяют величину рН_s. Этот показатель меняется в зависимости от:

• физико-химических параметров раствора — температуры,
• общей концентрации солей, а также
• заданных величин щелочности и жесткости обработанной воды.

Если конечные показатели жесткости и щелочности достаточно высокие, то процесс декарбонизации можно вести при низких значениях рН_s.

Конструкционные особенности вихревых реакторов — небольшая занимая площадь при значительной высоте сооружения. Вихревые реакторы могут эксплуатироваться под давлением, поэтому умягчать воду можно без промежуточных резервуаров и дополнительных насосов. Система может работать даже при низкой температуре обрабатываемой воды. Осадок, получаемый в процессе реагентного устранения жесткости воды, представляет собой круглые гранулы размером 1–2 мм и влажностью 20–25%.