В последнее время для умягчения воды широко применяется метод ка-тионирования, основанный на процессе обмена ионов Ca2+ и Mg2+ с ионами специальных смол (катионитов), которые бывают природными и искусственными. К природным катионитам относятся цеолит и глауконит, некоторые глины и алюмосиликаты, бурые гумусовые угли, торф и другие соединения. Искусственные катиониты (КУ-1, КУ-2, СТ-1 и др.) имеют большую обменную способность, чем природные, поэтому они чаще применяются для умягчения воды. Химическая реакция обмена катионов в катионитах протекает очень быстро и подчиняется закону эквивалентного обмена ионов.
Катиониты в воде практически нерастворимы, однако могут обменивать свои катионы на катионы растворенных в воде солей Ca2+ и Mg2+:
H2R + Ca2+ = CaR + 2H+
Na2R + Mg2+ = MgR + 2Na+
где R - углеводородный радикал; H+, Na+ - ионы катионита.
Отработанный катионит подвергают регенерации путем обработки его 5–10 %-м раствором хлорида натрия или 1 %-м раствором серной кислоты. При этом восстанавливается исходный состав катионита, и его вновь можно использовать для очистки воды.
|
|
Количественно жесткость воды можно определить титрованием определенного объема воды раствором соляной кислоты или трилона Б известной концентрации в присутствии индикатора. Применяются и весовые методы определения жесткости.
Контрольные вопросы и задания
1. Дать определение раствора. Какие существуют способы выражения концентрации растворов? Привести примеры.
2. В каких единицах измеряется массовая доля вещества?
3. Чем отличается молярная концентрация раствора от моляльной? Что у них общего?
4. Дать определение титра раствора. Как его можно вычислить?
5. Что называется эквивалентной, или нормальной, концентрацией раствора?
6. Сколько граммов KOH и воды надо взять, чтобы приготовить 300 г 15 %-го раствора?
7. Какова эквивалентная концентрация раствора, если в 3,5 л его содержится 4,8 г NaOH?
В Химия. Учеб. пособие
-107-
РАСТВОРЫ
Контрольные вопросы и задания
8. Определить молярную концентрацию раствора, содержащего в 2,5 л 250 г гидроксида натрия.
9. Вычислить массовую долю карбоната натрия, если известно, что 25 г Na2CO3 растворены в 250 мл воды (250 г).
10. Приготовить 250 мл 0,2 н. раствора NaOH из раствора гидроксида натрия, имеющего плотность 1,12 г/мл. Какие объемы воды и раствора NaOH необходимо взять для этого?
11. Дать определение следующих понятий: электролит, неэлектролит, катион, анион, электролитическая диссоциация.
12. От каких факторов зависит степень электролитической диссоциации? Как ее увеличить?
13. Какие электролиты являются сильными, а какие - слабыми? Привести примеры.
|
|
14. Составить уравнения диссоциации в молекулярной и ионной форме для следующих соединений: NH4OH, Ca(OH)2, H2S, Cu(NO3)2, CH3COOH, Na3PO4, H2SO4, (NH4)2SO4, ZnCl2.
15. Составить уравнения диссоциации по ступеням для соединений: H3PO4, Al(OH)3, Cr(OH)3, H2S.
16. Что называется константой диссоциации электролита? Привести примеры.
17. Какие уравнения называются ионно-молекулярными? Каковы условия смещения равновесия в ионных реакциях?
18. Раствор содержит смесь солей: AgNO3, Cu(CH3COO)2, BaI2. К нему добавили в избытке HCl. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения возможных реакций.
19. Дописать молекулярные и составить ионно-молекулярные уравнения следующих реакций:
а) Mg(OH)2 + HCl = г) Zn(OH)2 + NaOH =
б) NaOH + HCl = д) NaCl + Pb(NO3)2 =
в) KOH + H2S = е) Mg(NO3)2 + Na2CO3 =
20. Написать уравнения диссоциации сероводородной кислоты. В каком направлении сместится равновесие при добавлении Na2S и при добавлении NaOH?
21. Что называется произведением растворимости? Написать математическое выражение ПР хлорида серебра, хлорида свинца, сульфида меди, йодида ртути, фосфата кальция.
22. Дать определение насыщенного, ненасыщенного и перенасыщенного растворов с точки зрения произведения растворимости.
23. Сравнить по величине ПР растворимость солей: сульфида меди, сульфида железа и сульфида цинка. Какая из солей наименее растворима?