Oznaczanie twardości całkowitej wody metoda kompleksometrycznaTwardość wody powodowana jest glownie zawartością rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu jest to tzw twardość ogolna lub calkowita Tc . twardość calkowita( ogolna) jest suma twardości weglanowej (przemijającej) Tw i twardości nie weglanowej(stalej) Tnw. Tc=Tw+Tnw. Twardość weglanowa(przemijajaca) Tw spowodowana jest zawartością w wodzie rozpuszczalnych wodorowęglanów wapnia i magnezu Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2
Woda-atom tlenu jest polaczony z 2 atomami wodoru za pomaca wiązań kowalencyjnych spolaryzowanych w skutek przesuniecia par elektronowych tworzących wiazania w kierunku bardziej elektroujemnego atomu tlenu czasteczka wody wykazuje charakter 2 biegunowy ( polarny) Cząsteczka wody wykazujaca nie symetryczny rozklad ładunków elektrycznych ma budowe polarno, jest dipolem. Nastepstwemtego jest asocjacja( laczenie się) pojedynczych czasteczek wody za pomacza wiązań wodorowych wodorowych wieksze zespoly. Wiązania wodorowe wywieraja ogromy wpływ ba właściwości fizyczne wody oraz charakterystyczne cechy wody tj: wysoka temp wrzenia, krzepniecia, duze wartości ciepla parowania i topnienia. Podczas krzepniecia wody zmienia się sposób rozmieszczenia cząsteczek cząsteczek przestrzeni dzieki czemu zmiejsza się gęstość wody( zwieksza się obietosc)Własności fizyczne wody *Lepkość dynamiczna (T=293K) wraz z temperatura zmienia się lepkość wody, zmiejsza się w miare wzrostu temperatury. Lepkość wody ma znaczny wpływ na sedymentacje czastek zawieszonych *Cieplo właściwe (w T=293K) duza wartość tego parametru powoduje ze może ona pochłaniać i tracic ogromne ilości ciepla przy stosunkowo niewielkich zmianach temperatury *Masa cząsteczkowa *gęstość(w T=293K) * temp topnienia * temp wrzenia * temp max gęstości * cieplo topnienia *cieplo parowania(w T=273K) * przewodnictwo cieplne- woda jest zlym przewodnikiem ciepla. *Napiecie powierzchniowe jest liczbowo rowne pracy, jaka należy wykonac w celu zwiekszenia powierzchni cieczy o 1m2.Dzieki napieciu powierzchniowemu kropla wody ma krztalt kuli. Wraz ze wzrostem temperatury namiecie powierzchniowe wody maleje. Maleje rownierz pod wpływem dodatku substancji o właściwościach powierzchniowo czynnych
* Przenikalność elektryczna duzy moment dipolowy czasteczek wody oraz ich zdolność do tworzenia wiązań wodorowych powoduja iż woda wykazuje duza przenikalność elektryczna. Proces rozpuszczania polega na fizycznym oddziaływaniu czasteczek substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. W wyniku przyciągania nastepuje proces otaczania czastek rozpuszczonych przez czasteczki rozpuszczalnika, zwane solwatacja, a w przypadku, gdy rozpuszczalnikiem jest woda-hydratacja wode możemy otrzymać przy spalaniu wodoru w tlenie 2H2+O2 2H2O Mieszanina wodoru z tlenem jest silnie wybuchowa woda reaguje z metalami bardzo aktywnymi reakcja sodu i potasu przebiega badzo latwo nieraz burzliwie 2K +2H2O2K+ +2OH- H2^ Magnez i glin reaguja z woda w podwyższonej temperaturze Mg +2H2O-> Mg(OH)2\/ +H2^ Żelazo reaguja z przegrzana para wodną 3Fe +4H2O Fe3O4 +4H2^ Rodzaje wody w związkach nie organicznych 1) woda higroskopijna-jest to woda która substancje zatrzymuja na powierzchni w skutek hygroskopijnosci. Jej zawartość zalezy od wielkości ogolnej powierzchni 2)woda krystalizacyjna-wystepuje ona w określonych stechiometrycznych stosunkach stosunkach uwodnionych związkach, zwanych hydratami 3) woda kordynacyjna kationowa- jest zwiazana z kationem za pomaca wiązań koordynacyjnych 4) woda anionowa zadko spotykana jest zwiazana z anionem wiazaniami wodorowymi wystepuje za zwyczaj w uwodnionych siarczanach 5) woda sieciowa- jest to woda wystepujaca w ilościach stechiometrycznych stechiometrycznych hydratach 6) woda neolityczna-czasteczki wody zajmuja mniej lub bardziej przypadkowe miejsca w sieci krystalicznej 7) woda konstytucyjna- jest to woda zwiazana chemicznie wydzielajaca się przy rozkładzie termicznym niektórych substancji zawierajacych wode w swoim skladzie Ca(OH)2-T->CaO + H2O 2KNSO4-T-> K2S2O7 + H2O Twardość wody-twardosc wywolana przez obecne w wodzie wodorowęglany, węglan magnezu i wodorotlenek wapnia stanowia twartosc weglanowa. Twardość wywolana przez inne związki wapnia i magnezu nazywa się twardością niewenglanowa. Twardość ogolna jest suma twardości weglanowej i nieweglanowej
Niepożądane efekty *wzrost zuzycia mydla(wytracaja się nierozpuszczalne sole wapnia i magnezu) * pogarszanie się jakości uzytkowych tkanin przy praniu * wzrost korozji w wymiennikach ciepla w skutek hydrolizy soli magnezu i wzrostu stężenia jonow wodorowych * kanien kotlowy- który utrudnia wymiane ciepla. Nagle odprysniecie kamienia może doprowadzic do przegrzania wody i wybuchu kotla
Sposoby zmiękczania wody 1)Dekarbonizacja termiczna- polega na zagotowaniu wody. Proces podgrzewania wody powoduje obniżenie rozpuszczalnopsci 2tlenku wegla którego nadmiar ulatnia się do atmosfery Ca(HCO3)2-T-->CaCO3\/ +CO2^ +H2O Mg(HCO3)2-T--> powstaje MgCO3\/ +CO2^ +H2O MgCO3 +H2O-T-->Mg(OH)2\/ +CO2^
2) Metoda wapienno sodowa- w metodzie tej w celu usuniecia twardości weglanowej dodaje się mleka wapiennego Ca(OH)2 natomiast twardość nieweglanowa usuwana jest przy uzyciu sody Na2CO3 Ca(HCO3)2 +Ca(OH)22CaCO3\/ + 2H2O Mg(HCO3)2 +2Ca(OH)2Mg(OH)2\/ +2CaCO3\/ +2H2O CaCl2+Na2CO3CaCO3\/ +2NaCl
3) Metoda fosforanowa- metoda ta pozwala na zmiejszenie twardości wody do 0.1*n , ale jest to metoda kosztowna. W celu zmiejszenia twardości do wody dodaje się ortofosfosforan trisodu(Na3PO4) zachodza reakcje 3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 Ca3(PO4)2\/ +6NaHCO3 3Mg(HCO3)2 +2Na3PO4 Mg3(PO4)2\/ +6NaHCO3 3MgCl2+2Na3PO4Mg3(PO4)2\/+6NaCl 3CaSO4+2Na3PO4Ca3(PO4)2\/ +3Na2SO4
4) Metoda jonitowa- Do zmiękczania wody ( usuwania twardości) a także jej demineralizacji często stosuje się wymieniacze jonowe tzw jonity-sa to substancje charakteryzujące się łatwością wymiany jonow obecnych obecnych wodzie ( powodujących ich twardość) na inne nie podowujace twardości. Substancje majace zdolność do wymiany kationow nazywamy kationitami (Kt), natomiast substancje majace zdolność do wymiany anionow nazywamy anionitami (An) Grupe jonitów stanowią jonity syntetyczne: związki wielo cząsteczkowe o charakterze zywic wytwarzanych procesie polikondensacji lub polimeryzacji KtH2 + Ca2+ +SO2-/4KtCa+ 2H+ +SO2-/4 An(OH)2 + 2H+ + SO2-/4 AnSO4+2H2O