Vanduo. Vandens kietumas ir minkštinimas

Virinant vandenį, kuriame yra karbonatinį arbalaikinąjį kietumą sudarančių kalcio ir magniohidrokarbonatų, vyksta pastarųjų terminisskilimas. Kalcio ir magnio hidrokarbonatų skilimoproduktai nusėda ant kaitinimo elementų, indosienelių ir sudaro nuoviras:Ca(HCO 3 ) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 ↑ + H 2 OMg(HCO 3 ) 2 → MgCO 3↓ + CO 2 ↑ + H 2 ONekarbonatinį arba pastovųjį kietumą sudarančiosdruskos, virinant vandenį, neskyla ir nuovirųnesudaro.http://chemwiki.ucdavis.edu/Inorganic_Chemistry/Descriptive_Chemistry/Main_Group_Elements/Main_Group_Reactions/Case_Study%3A_Hard_Waterhttp://www.personal.psu.edu/afr3/blogs/siowfa12/2012/12/who-stole-my-safe-water.htmlNuoviros garo katiluose trikdo technologiniusprocesus:• sumažėja šiluminių įrenginių šilumos laidumas,padidėja energijos nuostoliai,• plieninio katilo sienelės perkaista ir iš ugnies pusėsapsitraukia Fe 3O 4sluoksniu, kuris eksploatacijosmetu atšoka nuo sienelių ir dėl to suintensyvėjaplieno dujinė korozija,• garo katilas gali pradegti, prakiurti, sprogti ir pan.• kietas vanduo trumpina vandentiekio sistemos,kriauklių, unitazų, dušų ir kt., tarnavimo laiką,• įrengimų valymas tampa pagrindine problema, kaijuose naudojamas kietas vanduo.Kietas vanduo didina muilo sąnaudas:2CH 3 (CH 2 ) 14 COONa + Ca 2+ → (CH 3 (CH 2 ) 14 COO) 2 Ca↓+2Na +tirpus natrio palmitatas netirpus kalcio palmitatas(natrio muilas)(kalcio muilas)Dalis muilo iš pradžių sunaudojama vandensminkštinimui.Susidaro netirpūs kalcio ir magnio muilai (dribsniųpavidalu), kurie patys gali užteršti drabužius arkitus muilu plaunamus paviršius.Būtent netirpiųjų muilų susidarymas tokiamevandenyje suteikė jam pavadinimą “KIETAS”• Vandens kietumas matuojamas Ca 2+ ir Mg 2+jonų arba jų druskų moline koncentracija, t.y.molių skaičiumi viename litre vandens [mol/l]C M =nVtirpiniotirpalo=Mmtirpiniotirpinio⋅VtirpaloTirpinio (Ca 2+ arba Mg 2+ druskos) medžiagos kiekis n tirpinio (mol);Tirpalo (“kieto” vandens) tūris V tirpalo (l);Tirpinio (Ca 2+ arba Mg 2+ druskos) masė m tirpinio (g);Tirpinio (Ca 2+ arba Mg 2+ druskos) molio masė M tirpinio (g/mol).mol/lDažniausiai Ca 2+ ir Mg 2+ jonų bei jų druskųkoncentracijos yra gan nedidelės, todėl paprastaipakanka ją išreikšti milimoline koncentracija, t.y. mmol/lVandens kietumo skirstymasKietumas, mmol/lVanduo< 0,75 labai minkštas0,75–1,5 minkštas1,5–2,7 vidutiniškai kietas2,7–5,35 kietas> 5,35 labai kietasMinksčiausias lietaus vanduo: 0,035–0,05 mmol/l.Kiečiausias jūrų ir vandenynų vanduo: iki 32,5 mmol/l.