קודם כל, בואו לגלות למה זה בעיה כשהמים קשים מדי. צריכה קבועה של מים גוררת הופעת אבנים במערכת ההפרשה. שימוש בו לרחצה או כביסה עלול לגרום לעיתים קרובות לגירוי בעור, במיוחד אצל ילדים. בנוסף, זה יכול ליצור אי נוחות מסוימות בחיי היומיום: מלחי מתכות (סידן ומגנזיום), שאחראים על קשיות המים, יכולים ליצור תרכובות מיוחדות (לא מסיסות) עם חומצות שומן הכלולות בסבון.
בואו ננסה:
- שפוך מים לתוך הבקבוק עד לסימון "40".
- הוסף את כל 0.2 מ' של תמיסת סידן כלורי מהבקבוקון.
- קח תנור דלק והנח עליו נר. לאחר מכן תורידו את כפפות המגן והדליקו את הנר. התקן את מפזר הלהבות על הכיריים.
- הנח את הבקבוקון על מפזר הלהבה. אנא המתן 15 דקות.
- שפוך את כל תמיסת הנתרן ביקרבונט בנפח 0.3M מהבקבוקון.
- לאחר מכן, המים בבקבוק יהפכו עכורים.
מהן קשיות המים?
זמניוקשיות מים קבועה. מהו קבוע?
זהו ערך כל כך מסוים, המשקף את כמות המלחים של מתכות שונות המומסות במים, כמו סידן, מנגן, ברזל. קשיות זמנית (שניתן לחלץ) וקשיות קבועה. הזמני נובע מסידן ומגנזיום ביקרבונט, וחוסם העורקים הקבוע נובע מהסולפטים והכלורידים שלהם (CaCl2 ו-MgCl2). אנו יכולים להסיק כי מים קשים הם מים שיש בהם מלחי מתכת רבים בו-זמנית.
כאשר אנו מוסיפים לו סידן כלורי, אנו מגבירים באופן מלאכותי את הקשיות שלו. כפי שהוזכר לעיל, CaCl2 גורם לקשיות קבועה שאינה פחמתי במים. וחלק אחד מהניסוי שלנו הדגים עובדה זו: בעת רתיחה, לא מתרחשים משקעים ניכרים על הקירות.
הוספת נתרן ביקרבונט NaHCO3 מובילה ליצירת סידן ביקרבונט בתמיסה:2 NaHCO3 + CaCl 2 =Ca (HCO3)2 + 2NaCl, ובשל היווצרות Ca (HCO3)2, הקשיות מהמים שלנו הופכים לזמניים - כעת ניתן להסיר אותם על ידי הרתחה.
למה מצטברת אבנית וכיצד להסיר אותה
אבנית (או אבנית סיד) היא סידן פחמתי בלתי מסיס המושקע במהלך הפירוק התרמי של סידן ביקרבונט. למרות ששכבת האבנית האפורה העבה לא הופכת את האוכל ליפה יותר, היא לא גורמת נזק. יתר על כן, זה יכול להסיר קשיות יתר של מי ברז. בנוסף, ניתן להסיר אבנית בקלות מקומקומי תה וסירים על ידי ניקוי איתםתמיסת חומצת לימון.
איך לרכך מים
מים, המכילים כמות קטנה של מלחי מתכת, הם רכים. ותהליך מיצוי הקשיות מרכך אותו. הדרך הקלה ביותר להתרכך, כפי שמוצג בניסוי שלנו, היא רתיחה. בחימום, סידן ומגנזיום ביקרבונטים עוברים פירוק תרמי. תהליך זה מסיר קשיות זמנית (קרבונט) בלבד (ניתן להסיר קשיות מים קבועה בשיטות אחרות). קשיות קבועה נשמרת: מים רוויים בסידן כלורי CaCl2 לא משאירים שאריות בעת הרתיחה. זיקוק קשור קשר הדוק לפעולה זו. במהלך תהליך הזיקוק, הנוזל המתאדה מתעבה על פני השטח המקוררים וכך נאסף בצורה של טיפות. מים מטוהרים בדרך זו נקראים מזוקקים. הוא אינו מתאים לשתייה, מכיוון שהוא מוציא מינרלים מהגוף. עם זאת, הוא נמצא בשימוש נרחב במדע ובתעשייה.
דרך נוספת לריכוך היא להשתמש בריאגנטים. הם מעבירים יוני מגנזיום וסידן לצורה שאינה מתמוססת על ידי הוספת כימיקלים מסוימים, כגון סידן הידרוקסיד (תהליך הנקרא ריכוך סיד). כמו הרתחה, ריכוך הליים רק מסיר את קשיות הפחמתי.
ביטול קשיות מים קבועה
כדי להפיק קשיות קבועה (לא קרבונטית), יש צורך בריכוך מים עמוק יותר, ולכן הם משתמשים בקרבונט בנוסף לסיד שנשפחנתרן.
להסרה יעילה עוד יותר של יוני מתכת, משתמשים ב"רובים גדולים" - נתרן פוספט:
Na3PO4:CA3 3Ca2+ + 2Na3PO4 → (PO4)2↓ + 6Na+
3Mg2+ + 2Na3PO4=Mg3(PO4)2=+ 6Na+.
החיסרון של שיטת ריכוך זו הוא שיש צורך במינון מדויק של הריאגנטים שניתנו לנו. בתעשייה, הטכנולוגיה של ריכוך מים עם שרפים לחילופי יונים נמצאת בשימוש נרחב ביותר. מומחים מעבירים מים דרך מסנן ששומר על יוני מתכת (סידן, מנגן, ברזל, מגנזיום). חלקיקים "כלואים" אלה מוחלפים ביוני אשלגן, נתרן או מימן H+ המשתחררים לתמיסה. שיטה זו יעילה גם כאשר קשיות מים מתמשכת מטרידה אותך.
מסקנות: מה עדיף?
איזה מים עדיף לך - קשים או רכים? התשובה פשוטה: הכל טוב במידה. האפשרות האידיאלית לשימוש ביתי יומיומי היא מים בקשיות בינונית, המכילים כמות קטנה של חומרים מזיקים. האיזון הנכון הוא תמיד הדרך להרמוניה.
