40971 s che 1V

W zależność od stopni niemieckich twardość wody można pcrizielić na 6 grup:

-    bardzo miękka - 0 -    j

-miękka - 4-8°N    £

-mało twarda - 8 - 12°N

-    średnio twarda - 12 - 18° N

-twarda    -18-30°N

-    bardzo twarda -30°N

Usuwanie twardości wody (zmiękczanie wody) jest często konieczne w przypadku stosowania wody do celów przemysłowych. Można je przeprowadzić za pomocą odpowiednich odczynników lub przez zastosowanie wymieniacza jonowego.

Zmiękczanie wody wapnem i sodą

Twardość przemijającą usuwa się za pomocą wodorodenku wapnia (wapna gaszonego) przy czym zachodzą reakcje:

Ca(HC03>2 + Ca(OH)₂ = 2 CaCO* + 2 H.0

Mg(HC0₃)₂ + 2 Ca(OH), = Mg(OH}₂ + 2 CaCO,

Twardość stałą usuwa się za pomocą węglanu sodu (sody)

CaCI₃    +    NajCOł    =    CaCO?    +    2 NaCl

CaSO*    +    NajCO?    -    CaCO?    +    Na₂SO<

MgCl₂    +    NaiCOa    =    MgCOj    +    2NaCl

MgS0₂    +■    NajCO?    =    MgCOj    +    Na₂SQi

MgCO? + HzO = Mg(OH)i + C0₂.

Wytrącony osad, złożony z węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu jest usuwany przez filtrowanie wody. Zmiękczanie tą metodą nie jest całkowite z uwagi na pewną rozpuszczalność wytrącanych związków i w praktyce woda ma jeszcze twardość 3-4 °N.

Zmiękczanie wody za pomocą wymieniaczy jonowych

Wymieniacze jonowe (jonity) są to syntetyczne żywice organiczne, które zależnie od swego składu mogą wymieniać kationy (kationity) łub aniony (anionity).

W przypadku usuwania twardości wody Stosowane są kationity, które mają charakter kwasów, a zdolność wymienną nadają im kwasowe grupy funkcyjne, np. -SOjH, mogące wymieniać jony wodorowe na inne kationy.

Reakcje wymiany jonowej można przedstawić schematycznie w następujący sposób:

2 HW + Ca²' = CaW₂ + 2*T 2 HW + Mg²' = MgW₂ + 2H‘

Jony Ca²' i Mg'", warunkujące twardość wody zostają związane przeż wymieniacz W ten sposób można prawie całkowicie zmiękczyć wodę (do ok. 0,1 °N).

Wymieniacz jonowy jest po pewnym czasie regenerowany za pomocą roztworu kwasu, przy czym podane reakcje zachodzą w przeciwnym kierunku. Regeneracja może być przeprowadzona również roztworem NaCl i wtedy w procesie wymiany uczestniczą jony sodowe.

Amonity charakteryzują się obecnością grup zasadowych, nj>. - NHjOH, dzięki czemu możliwa jest wymiana jonów OHT na inne amony. Zastosowanie amonitu i kationhu pozwala aa całkowite usunięte z wody rozpuszczonych w rug soli (demineralizacja wody).

15.2. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA 15-2.1. W1AHEC7JCOWANIEKOMPLEKSOMETRYCZNE

Miareczkowanie kompleksometryczne oparte jest na reakcjach jonów metali z pewną grupą związków organicznych, noszących nazwę kompleksonów. Kompleksowy są to połączenia będące pochodnymi kwasów aminopolikarboksyłowych. Największe znaczenie w analizie objętościowej ma sól sodowa kwasu ctyłenodiaramotetraoctowego (wenedan sodu, EDTA) a wzorze

HOOCH₂C

-ch₂—ch₂-n;

/

ch₂cooh

NaOOClijC

\

CH,COONa

Schematycznie wzór £DTA przyjęto pisać w postaci NajHaY.

Reakcja między werseniancm a jonami metali przebiega w ten sposób, że jeden mol kationu - niezależnie od stopnia utlenienia - wiąże jeden mol wer&enianu:

Na₂H₃Y ==^ 2 Na' + HjY^

Me²' + HjY²' -*■ MeY²' + 2łT

Powstające połączenia należą do grupy połączeń wewnątfzkorapleksowych (chciało-wych) i charakteryzują się, w zależności od stopnia utlenienia metalu, różną, liczbą wiązań w cząsteczce. Poniżej podano przykładowo strukturalny wzór przedstawiający położenie atomów' w cząsteczce wersenianu sodowo-wapniowego

NaOOC_v    *

\

X/°

Ca

O

H₂j:

HjC

/\

O

NaOOC

117