Жесткость воды (временная, постоянная), способы ее устранения

Так как кальций широко распространен в природе, его соли в большом количестве содержатся в природных водах. Вода, имеющая в своем составе соли магния и кальция, называется жесткой водой. Если соли присутствуют в воде в небольших количествах или отсутствуют, то вода называется мягкой.

1) карбонатную жесткость (временную), которая вызывается наличием гидрокарбонатов кальция и магния и устраняется с помощью кипячения;

2) некарбонатную жесткость (постоянную), которая вызывается присутствием в воде сульфитов и хлоридов кальция и магния, которые при кипячении не удаляются, поэтому она называется постоянной жесткостью.

Методы устранения

Термоумягчение. Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O

Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту.

Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду кальцинированной соды Na₂CO₃ или гашёной извести Ca(OH)₂. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок. Например, добавление гашёной извести приводит к переводу солей кальция в нерастворимый карбонат:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %.

Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.

Полностью очистить воду от солей жёсткости можно дистилляцией.

Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением иконденсацией паров.

 

 

1. Основные законы и понятия в химии (законы постоянства состава, кратных отношений, Авогадро A_r, M_r, моль, эквивалент).

2. Оксиды, типы оксидов. Методы получения, химические свойства, номенклатура основных, кислотных, амфотерных.

3. Основания (кислотность оснований). Методы получения, химические свойства, номенклатура.

4. Кислоты (основность кислот). Методы получения, химические свойства, номенклатура.

5. Соли, типы солей. Методы получения, химические свойства, номенклатура средних, кислых, основных солей.

6. Генетическая связь между классами неорганических соединений

7. Квантово-механическая модель атома: уравнения де Бройля и Шредингера, принцип неопределенности Гейзенберга, атомная орбиталь, квантовые числа.

8. Правила заполнения электронами атомныхорбиталей (принцип минимальной энергии, правило Клечковского, правила Паули и Гунда).

9. Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая таблица (периоды и группы).

10. Химическая связь: понятие, параметры (энергия связи, длина связи, валентный угол), потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.

11. Типы химической связи: ионная, ковалентная (типы ковалентной связи, полярность), координационная, металлическая, водородная.

12. Термодинамические системы: открытые, закрытые, изолированные; гомогенные, гетерогенные. Параметры системы.

13. Функции состояния системы: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, химический потенциал, изобарно- и изохорно-изотермический потенциал. Изобарные, изохорные, изотермические процессы.

14. Первое (закон сохранения энергии) и второе начало термодинамики.

15. Тепловой эффект реакции: экзо- и эндотермические реакции; закон Гесса; (стандартная) теплота образования вещества.

16. Скорость реакции и факторы, влияющие на нее. Гомогенные и гетерогенные реакции. Закон действующих масс. Константа скорости реакции. Порядок и молекулярность реакции. Правило Вант-Гоффа.

17. Энергия активации (активированный комплекс, энергетические диаграммы экзо- и эндотермических реакций, влияние катализаторов, уравнение Аррениуса). Катализ (гомогенный и гетерогенный; ферменты, промоторы, ингибиторы).

18. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие; константа равновесия, влияние температуры на константу равновесия. Принцип Ле-Шателье.

19. Понятие раствора. Способы выражения состава раствора (массовая доля, молярность, моляльность, нормальность).

20. Идеальные растворы. Растворы неэлектролитов: понятия диффузии и осмоса. Разбавленные и концентрированные растворы; насыщенный раствор.

21. Осмотическое давление. Законы Вант-Гоффа и Рауля.

22. Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. Теория электролитической диссоциации Аррениуса; определение кислот, оснований, солей по Аррениусу.

23. Степень диссоциации. Сильные (активность, коэффициент активности, ионная сила) и слабые (константа диссоциации, закон разведения Оствальда) электролиты.

24. Малорастворимые электролиты, произведение растворимости.

25. Константа воды. Водородный показатель (pH).

26. Буферные растворы.

27. Гидролиз солей: типы, константа и степень гидролиза.

28. Окислительно-восстановительные реакции: степень окисления, окислитель и восстановитель (важнейшие окислители и восстановители), типы окислительно-восстановительных реакций.

29. Электродные процессы: двойной электрический слой, (стандартный) электродный потенциал.

30. Химические источники тока: гальванические элементы (ЭДС), топливные элементы, аккумуляторы.

31. Электролиз: понятие, отличие от гальванического элемента; электролиз расплавов солей и растворов электролитов. Закон Фарадея.

32. Коррозия металлов: понятие, виды (химическая, электрохимическая), защита металлов от коррозии.

33. Химические свойства s-элементов IA-подгруппы, их оксидов и гидроксидов.

34. р-элементы IVA группы. Их химические свойства и соединения на примере углерода.

35. Понятие о комплексных соединениях: строение, номенклатура.

36. Гетерогенные дисперсные системы (типы систем, поверхностные явления, коллоидные растворы).

37. Устойчивость и коагуляция. Процессы сорбции.

38. Металлы и сплавы. Природные соединения металлов, получение, свойства и применение.

39. Вода, физические и химические свойства.

40. Водород, водородная энергетика.

41. Природные воды, водоподготовка.

42. Жесткость воды (временная, постоянная), способы ее устранения.