Nước cứng

Bài viết giới thiệu lí thuyết về nước cứng, bao gồm khái niệm, phân loại nước cứng, biện pháp làm mềm nước cứng và tác hai của nước cứng

1. Khái niệm

Nước cứng là nước chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

2. Phân loại nước cứng

- Nước cứng tạm thời: là nước cứng chứa các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2.

nước cứng tạm thời

 - Nước cứng vĩnh cửu: chứa các ion $M{{g}^{2+}},C{{a}^{2+}},\,\,C{{l}^{-}},\,\,SO_{4}^{2-}$

nước cứng vĩnh cửu

- Nước cứng toàn phần : Có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

nước cứng toàn phần

3. Biện pháp làm mềm nước cứng

Nguyên tắc: Loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+

a. Phương pháp kết tủa

- Dung dịch Na2CO3 và Na3PO4 có thể làm mềm tất cả các loại nước cứng vì tạo kết tủa với Ca2+ và Mg2+

          $\begin{align}  & C{{\text{a}}^{2+}}+CO_{3}^{2-}\to CaC{{\text{O}}_{3}}\downarrow  \\  & 3M{{g}^{2+}}+2PO_{4}^{3-}\to M{{g}_{3}}{{(P{{O}_{4}})}_{2}}\downarrow  \\ \end{align}$

- Đối với nước cứng tạm thời:

   + đun sôi, lọc kết tủa

      Mg(HCO3)2 $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ MgCO3 ↓+ CO2 + H2O

   + dùng kiềm vừa đủ hoặc dung dịch Na2CO3, Na3PO4

      Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  →  2CaCO3↓ + 2H2O

- Đối với nước cứng toàn phần : dùng dung dịch Na2CO­3, Ca(OH)2, Na3PO4

b. Phương pháp trao đổi ion

Thay thế ion Ca2+ và Mg2+ bằng các ion K+, Na+...: Cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion

4. Tác hại của nước cứng

-    Vải sợi mau mục nát, lãng phí xà phòng.

-   Tiêu tốn nhiên liệu, giảm mùi vị thức ăn.

-   Đóng cặn trong nồi hơi gây nguy hiểm.

Câu hỏi trong bài
Câu 10:

 

Nước trong tự nhiên được phân loại thành nước cứng hoặc nước mềm tùy thuộc vào loại và lượng khoáng và muối tự nhiên hòa tan trong đó. Nước cứng có hàm lượng các chất khoáng hòa tan tương đối cao đến rất cao trong khi nước mềm có hàm lượng hòa tan thấp.

Nước cứng là loại nước tự nhiên chứa trên 3 mili đương lượng gam cation canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) trong một lít nước. Nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ đặc trưng cho tính chất cứng của nước. Độ cứng của nước thiên nhiên dao động rất nhiều và đặc trưng ở nước ngầm.

Hai loại độ cứng phổ biến trong nước là độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu. Độ cứng tạm thời của nước có thể loại trừ bằng việc bổ sung vôi hoặc bằng cách đun sôi, trong khi đó không thể loại bỏ độ cứng vĩnh cửu của nước bằng cách đun sôi, chúng có xu hướng hòa tan hơn khi nhiệt độ tăng và chỉ có thể loại bỏ bằng cách sử dụng hóa chất hoặc các thiết bị khác.

Trong một bể nước gia đình, người ta xử lí nước cứng vĩnh cửu bằng cách cho Ca(OH)2 vào bể nước. Biết rằng khi trích mẫu thử nghiên cứu thì người ta phân tích được trong nước có nồng độ các ion Ca2+ 0,004M; Mg2+ 0,003M và HCO3-. Thể tích dung dịch Ca(OH)2 0,02M vừa đủ để xử lí bể nước có thể tích 1000 lít nước cứng thành nước mềm là V lít. Coi như các phản ứng xảy ra hoàn toàn và kết tủa thu được gồm CaCO3 và Mg(OH)2. Giá trị của V là