Nước cứng

Chất được dùng để làm mềm mẫu nước cứng trên là Na₃PO₄ :

Mg²⁺ + PO₄^3- → Mg₃(PO₄)₂↓                              

Ca²⁺ + PO₄^3- → Ca₃(PO₄)₂↓

Nước có tính cứng vĩnh cửu chứa các ion Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-, SO₄^2-.

Do vậy phương pháp đun sôi nước KHÔNG thể làm mất tính cứng của nước. Phải dùng các phương pháp như: dùng Na₃PO₄, Na₂CO₃ để kết tủa hết ion Mg²⁺, Ca²⁺ và dùng phương pháp trao đổi ion để làm mêm nước cứng

Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion Ca²⁺, Mg²⁺.

Nước có tính cứng toàn phần là nước có chứa nhiều ion Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-, SO₄^2- → dùng Na₂CO₃ để kết tủa hết ion Mg²⁺, Ca²⁺ sẽ làm mềm được nước cứng

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃↓

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

Tác hại do nước cứng gây ra là làm giảm mùi vị thức ăn khi nấu.

Đáp án: B

Để làm mềm nước cứng vĩnh cửu ta cần dùng chất có khả năng kết tủa hết Ca²⁺, Mg²⁺ ⟹ chọn Na₂CO₃

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃ ↓

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃ ↓

Để làm sạch lớp cặn trong  ống đun thường là CaCO₃ người ta thường sử dụng giấm ăn

CaCO₃ + 2 CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O

Để làm mềm nước cứng ta cần kết tủa hết ion Ca²⁺ và Mg²⁺ ⟹ dùng Na₂CO₃

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃ ↓

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃ ↓

Cốc nước chứa Ca²⁺ và Mg²⁺ cùng với thành phần của nước cứng vĩnh cửu (Cl^-, SO₄^2-) và thành phần của nước cứng tạm thời (HCO₃^-) là nước cứng toàn phần.

Nước chứa nhiều ion Ca²⁺ , Mg²⁺ là nước cứng.

Dung dịch chứa Ca(HCO₃)₂ thì dung dịch đó thuộc loại nước cứng tạm thời.

Nước chứa Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO₄^2- thuộc loại nước vĩnh cửu.

Nước cứng toàn phần là nước chứa Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^- .

Nguyên tắc làm mềm nước cứng: giảm nồng độ ion Ca²⁺ và ion Mg²⁺ => C sai

- Xét 1 lít nước cứng cần xử lí ta có: n_Ca²⁺ = 0,004 mol và n_Mg²⁺ = 0,003 mol.

- Giả sử số mol Ca(OH)₂ cần dùng vừa đủ để xử lí 1 lít nước cứng là x (mol).

Ta có: \({n_{C{a^{2 + }}}} = x + 0,004;{n_{O{H^ - }}} = 2x;{n_{M{g^{2 + }}}} = 0,003\)

- Lượng Ca(OH)₂ cần dùng vừa đủ

⟹ \({n_{C{a^{2 + }}}} = {n_{C{O_3}^{2 - }}} \Rightarrow x + 0,004 = 2x - 0,006 \Rightarrow x = 0,01(mol)\)

- Ta có thể tích dung dịch Ca(OH)₂ cần dùng vừa đủ để xử lí 1 lít nước cứng là V₍₁₎ = 0,01/0,02 = 0,5 lít.

Vậy thể tích dung dịch Ca(OH)₂ cần dùng vừa đủ để xử lí 1000 lít nước cứng là V = 0,5.1000 = 500 lít.

Nước cứng vĩnh cửu là nước chứa ion: Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-, SO₄^2-.

Làm mềm nước cứng là loại bỏ ion Mg²⁺, Ca²⁺.

HCl, CaCl₂, Ca(HCO₃)₂ không làm kết tủa được Mg²⁺, Ca²⁺ => loại A, B, C

K₂CO₃ → 2K⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + Mg²⁺ → MgCO_3↓

CO₃^2- + Ca²⁺ → Ca CO_3↓

=> Loại bỏ được ion Mg²⁺, Ca²⁺ 

- Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol K⁺, 0,02 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,05 mol HCO₃^- và anion X^-.

- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ⟹ n_X^- = 0,01.1 + 0,02.2 + 0,01.2 – 0,05.1 = 0,02 mol.

- Xét khi đun nóng cốc nước:

Theo PTHH: 2HCO₃^-\(\xrightarrow{{{t^0}}}\) CO₃^2- + CO₂ ↑ + H₂O

⟹ \({n_{C{O_3}^{2 - }}} = \dfrac{{{n_{HC{O_3}^ - }}}}{2} = 0,025(mol)\)

- Sau đun nóng đến khối lượng không đổi trong cốc còn lại các ion 0,01 mol K⁺, 0,02 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,025 mol CO₃^2- và 0,02 mol X^-.

Ta có: m_c/rắn = 0,01.39 + 0,02.40 + 0,01.24 + 0,025.60 + 0,02.M_X = 3,64 ⟹ M_X = 35,5 (anion là Cl^-).

Vậy nước trong cốc chứa các ion Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^- thuộc loại nước cứng toàn phần.

Nước cứng tạm thời chứa các ion  Mg²⁺, Ca²⁺, HCO₃^- 

=> Có thể làm mềm bằng NaOH, Ca(OH)₂ hoặc Na₂CO₃

Để làm mềm mẫu nước cứng trên ta có thể dùng Na₃PO₄ vì PO₄^3- kết tủa hết Ca²⁺ và Mg²⁺:

     3Ca²⁺ + 2PO₄^3- → Ca₃(PO₄)₂ ↓

     3Mg²⁺ + 2PO₄^3- → Mg₃(PO₄)₂ ↓

Mg(HCO₃)₂   \(\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow \) MgCO₃ ↓+ CO₂ + H₂O

Ca(HCO₃)₂   \(\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow \) CaCO₃ ↓+ CO₂ + H₂O

=> Hiện tượng là có khí CO₂ bay ra và xuất hiện kết tủa của các ion Ca²⁺ và Mg²⁺