Lí thuyết về nước cứng
1. Lí thuyết
1.1 Khái niệm
– Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước mềm.
* Phân loại :Chia làm 3 loại
– Tính cứng tạm thời : tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 . Gọi là tính cứng tạm thời vì chỉ cần đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân hủy tạo ra kết tủa CaCO3 và MgCO3 nên sẽ làm mất tính cứng.
– Tính cứng vĩnh cửu : tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie. Khi đun sôi, các muối này không bị phân hủy nên tính cứng vĩnh cửu không mất đi.
– Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và cả tính cứng vĩnh cửu.
1.2 Tác hại
– Các ống dẫn nước cứng lâu ngày bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng nước.
– Đun nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1 mm làm tốn thêm 5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ.
– Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng sẽ không ra bọt, tốn xà phòng và làm quần áo chóng hư hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo.
– Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà. Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị.
1.3 Cách làm mềm nước cứng
– Nguyên tắc: làm giảm nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
Phương pháp kết tủa:
– Khi đun sôi, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân hủy tạo ra muối cacbonat không tan. Loại bỏ kết tủa, chẳng hạn lắng, gạn người ta thu được nước mềm.
– Dùng Ca(OH)2 với một lượng vừa đủ để trung hòa muối axit, tạo ra muối kết tủa làm mất tính cứng tạm thời.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O
– Dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4 để làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2NaHCO3
3MgCl2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 ↓ + 6NaCl
Trên thực tế, người ta dùng đồng thời một số hóa chất, thí dụ Ca(OH)2 và Na2CO3 .
Phương pháp trao đổi ion:
– Những vật liệu vô cơ hay hữu cơ có khả năng trao đổi một số ion có trong thành phần cấu tạo của chúng với các ion có trong dung dịch được gọi là vật liệu trao đổi ion. Trong xử lí nước cứng, người ta thường dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi cation, gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế chỗ cho các ion Na+ hoặc H+ của cationit đã đi vào dung dịch.
– Các zeolit (là các khoáng aluminosilicat kết tinh ở dạng tinh thể có các lỗ trống, có trong tự nhiên hoặc điều chế nhân tạo) là vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng thường được dùng để làm mềm nước.
– Phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời của nước.
2. Bài tập vận dụng
Câu 1: Một mẫu nước cứng chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3–, SO42–, Cl–. Chất được dùng để làm mềm nước cứng trên là
A. NaHCO3
B. Na2CO3
C. HCl
D. H2SO4
Câu 2: Cho mẫu nước cứng chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3–. Hóa chất được dùng để làm mềm mẫu nước cứng trên là
A. HCl
B. Na2CO3
C. H2SO4
D. NaCl
Câu 3: Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng tạm thời của nước là
A. HCl, NaOH, Na2CO3
B. NaOH, Na3PO4, Na2CO3
C. KCl, Ca(OH)2, Na2CO3
D. HCl, Ca(OH)2, Na2CO3
Câu 4: Một loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cứng này có hòa tan các chất:
A. CaSO4, MgCl2
B. Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
C. Mg(HCO3)2, CaCl2
D. Ca(HCO3)2, MgCl2
Câu 5: Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng vĩnh cửu của nước là
A. NaOH, Na2CO3
B. Na3PO4, Na2CO3
C. Ca(OH)2, Na2CO3
D. K2SO4, Na2CO3
Câu 6: Cho các phát biểu sau:
(a) Nước cứng chứa nhiều ion Ca2+ hoặc Mg2+
(b) Tất cả kim loại kiềm thổ đều tan trong nước ở nhiệt độ thường
(c) Khi giặt quần áo bằng xà phòng trong nước cứng thì tốn xà phòng
(d) Ca(OH)2 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp
(e) Thạch cao sống có công thức là CaSO4.H2O
(g) Đun nóng có thể làm mềm nước cứng có tính cứng vĩnh cửu
Số phát biểu đúng là
A. 3
B. 1
C. 2
D. 4
Câu 7: Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion
A. Cu2+, Fe3+
B. Al3+, Fe3+
C. Na+, K+
D. Ca2+, Mg2+
Câu 8: Hai chất được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu là
A. Na2CO3 và HCl
B. Na2CO3 và Na3PO4
C. Na2CO3 và Ca(OH)2
D. NaCl và Ca(OH)2
Câu 9: Một loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cứng này có hòa tan những chất nào sau đây?
A. Ca(HCO3)2 , MgCl2
B. Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
C. Mg(HCO3)2, CaCl2
D. MgCl2, CaSO4
Câu 10: Chất nào dưới đây không dùng để làm mềm nước cứng?
A. Na2CO3
B. Ca(OH)2
C. Na3PO4
D. Ba(OH)2
ĐÁP ÁN
| Câu 1 | Câu 2 | Câu 3 | Câu 4 | Câu 5 | Câu 6 | Câu 7 | Câu 8 | Câu 9 | Câu 10 |
| B | B | B | B | B | A | D | B | B | D |
Xem thêm các bài tập Hóa Học hay khác:
Lí thuyết kim loại tác dụng với HNO3 (2024) chi tiết nhất
Lí thuyết về kim loại kiềm (2024) chi tiết nhất
Lí thuyết về Kim loại kiềm thổ (2024) chi tiết nhất
Lí thuyết Kim loại tác dụng với axit H2SO4 (2024) chi tiết nhất
