Природна вода містить розчинені хлориди, нітрати, сульфати, гідрогенкарбонати кальцію та магнію. Вода, що містить йони кальцію та магнію, називається твердою водою. Вода, в якій йони кальцію або магнію відсутні, або знаходяться у малій кількості називається м’якою.
Види твердості води
| мг/екв в 1 л Са2+, Mg2+ | |
| Дуже м’яка | 0-1,5 |
| М’яка | 1,5-3 |
| Середня твердість | 3-6 |
| Тверда | 6-10 |
| Дуже тверда | >10 |
1 мг/екв відповідає 20,04 мг/л Са2+; 12,16 мг/л Mg2+.
Наявність солей робить воду непридатною для промислових і господарських потреб. При утворенні накипу в парових котлах товщиною 1 мм, необхідно затратити на 5% тепла більше для підігріву води. Такі котли мають погану теплопровідність, що спричиняє перегрівання його стінок. У твердій воді мило погано піниться, тому що солі кальцію та магнію утворюють з милом нерозчинні сполуки, погано розварюється м’ясо, овочі, крупи, заварюється чай.
Розрізняють тимчасову (карбонатну), постійну (некарбонатну) і загальну твердість води. Твердість води, обумовлена наявнісю гідрогенкарбонатів кальцію і магнію, називають тимчасовою, наявність сульфатів і хлоридів кальцію та магнію – постійною. Сумарну твердість води називають загальною.
Методи усунення твердості води
Тимчасову твердість води усувають кип’ятінням, додаванням вапняної води. Постійну твердість води усувають содовим методом. Під час цих реакцій йони кальцію та магнію виводяться з розчину у вигляді нерозчинених карбонатів:
а) кип’ятіння: Са(НСО3)2 → СаСО3↓ + Н2О + СО2;
б) вапнування: Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3↓ + 2Н2О;
в) содовий метод: СаSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4.
Лабораторний дослід 12. Усунення накипу з поверхні побутових приладів
Візьміть будь-який предмет, покритий шаром накипу (чайник, електропідігрівач води), крапніть на накип кілька крапель розбавленої хлоридної кислоти. Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакції.
У промисловості для пом’якшення води використовують йонообмінні установки, які затримують йони Са2+ та Mg2+. В домашніх умовах, щоб видалити накип достатньо залити чайник на ніч розчином столового оцту. Карбонати повільно розчиняються в оцті.
