لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 10
سختی آب
آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب میشود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود می‌بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط‌های گوناگون مخصوصا محیط‌های آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل میکند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت میشود که با جوشاندن از بین می‌رود. البته یونهای منیزیم و کلسیم و سایر یونهای فلزی با سولفات و نیترات و کلرو ایجاد سختی دائم می‌کنند. سختی آب باعث رسوب کردن صابون در آب میشود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین می‌برد). اثرات زیانبخش ناخالصیهای آب در صنعتآب در شیمی یکی از مهمترین حلالها می‌باشد و معمولا از آن به عنوان حلال عمومی نام می‌برند و بنابراین کاربرد اساسی در صنعت دارد که برخی از کاربردهای مهم به این شرح می‌باشد:۱- به عنوان حلال ۲- به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنشهای شیمیایی تهیه محصول ۳- به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته ۴- به عنوان بستر یا محیط واکنش
وجود ناخالصیها در آب باعث ایجاد رسوب در دستگاههای حرارتی و دیگ بخار میشود که این عمل باعث کاهش عمر مفید دستگاه می‌گردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید میشود دارای کیفیت بسیار پایینی می‌باشد به عنوان مثال سیلیس همراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدن روی پره‌های توربین رسوب میکند. خوردگی بویلرها و تأسیسات حرارتی و لوله‌ها ، اتلاف مواد شیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی و نساجی از عوارض دیگر آبهای ناخالص می‌باشد.
بهترین آب برای استفاده در صنعت آب بدون یون است اما هزینه تولید آب بدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی از آب مقطر استفاده می‌کنند همچنین در مناطق کویری و خشک که منابع آب آشامیدنی محدود می‌باشد. از روش تقطیر آب دریا برای تولید آب آشامیدنی استفاده میشود
آب سخت
هیچکدام از ما در پاکی تمیزی آب باران شک نداریم، آبی که تمام مواد آن محلول و معلق آن طی تشکیل ابر جدا شده حین نزول بصورت باران مقداری از CO2 هوا را در خود حل میکند و بصورت یک اسید ضعیف که pH آن از 7 کمتر است در میآید.این آب هنگام عبور از سنگهای زیرزمینی یونهایی مانند Ca2+، Mg2+ و Fe2+ را در خود حل میکند که باعث آلوده شدن طبیعی آب میشود
وجود املاح گفته شده در آب باعث میشود صابون معمولی در آن کف نکند، از اینرو این آب ها را آب سخت نامگذاری کردند
آب سخت آبی است که حاوی نمکهای معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی و کلسیم ومنیزیم و ... است عناصر ایجاد کننده سختی آب صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت می‌کنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده میشود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.تغییرات سختی آببر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد میشود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد میشود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل میکند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده میشود.
مضرات آب سخت
علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه میشود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود . محاسبه سختی آب
مقدار سختی آب ، برحسب اکی‌والانهای کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان میشود
تقسیم بندی سختی آب
سختی آب را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد:
۱-سختی موقت
سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می‌یابد.
۲- سختی دائم
سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیستسختی موقت و سختی دایم :
تابحال به ستونهای آهکی ایجاد شده درون غارها دقت کردید؟ میدانید علت تشکیل این ستونها که به استالاکتیت و استالاگمیت معروف هستند، چیست؟
اگر همان آب سختی که در بالا صحبتش را کردیم کمی گرم تر شود یونهای کلسیم خود را بصورت کربنات کلسیم رسوب می دهد. این دقیقاً همان رسوبی است که در کتری خانه خود مشاهده مینمایید. و ممکن است آب گرمکن یا شوفاژ منزل شما را برای مدتی از کار بیاندازد.
این رسوبات در واقع سختی آب هستند که با گرما از آب خارج میشوند. در واقع واکنشی که آب باران با سنگهای آهکی زیرزمینی انجام گرفته و منجر به سختی آب شده با گرم شدن آب سخت برگشت میپذیرد و سختی آن گرفته میشود. از اینرو به این سختی، سختی موقت آب میگویند.
کلسیم هیدروژن کربنات(محلول) آب باران همراه با CO2 + سنگ آهک
(نامحلول)
در شرایط مناسب و گرمای کافی عکس واکنش بالا صورت میگیرد
آب + CO2 + کلسیم کربنات (نامحلول) کلسیم هیدروژن کربنات
(محلول)
اگر آبهای طبیعی مقدار قابل توجهی یونهای Ca2+، Mg2+ و Fe2+ داشته باشند، نمیتوان سختی آن ها را با گرم کردن از بین برد. آب با این ویژگی دارای سختی دایم است. برای از بین بردن سختی دایم آب کافی است یونهای عامل سختی را بگونهای ته نشین کرد واکنش سدیم کربنات با یونهای کلسیم رسوبات نا محلول کلسیم کربنات را به همراه خواهد داشت.
آیا با افزودن سدیم کربنات، آب سختی دایم خود را از دست میدهد؟
2Na+ + کلسیم کربنات (نامحلول) سدیم کربنات + Ca2+ (عامل سختی دایم)
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق کامل درمورد سختی آب