Уравнение химической реакции образования накипи

Рассмотрим происходящие в воде процессы на примере кальция:

1. Бикарбонаты, содержащиеся в воде, разлагаются под действием тепла в котле, теплообменнике с образованием твердых отложений и высвобождением части углекислого газа:

Ca (HCO3)2 бикарбонат кальция

—>

CaCO3 карбонат кальция (отложения)

+ H2O + CO2

2. Под давлением в системе CO₂ превращается в угольную кислоту:

H2O + CO2 = H2CO3

3. Угольная кислота взаимодействует с существующими карбонатными отложениями с образованием растворимых бикарбонатов, которые будут растворяться в воде:

CaCO3 + H2CO3 —> Ca (HCO3)2

4. Гидрофлоу создает в воде кластеры (сгустки) ионов, которые выступают в роли зерен взвешенной кристаллизации. Когда при увеличении температуры раствор станет перенасыщенным, начнется процесс кристаллизации на созданных ядрах в массе раствора. Турбулентности в системе ускоряют процесс.

Размер кристаллов для моделей «С» примерно 50 микрон, для моделей «S» — примерно 5 микрон:

Ca (HCO3)2 бикарбонат кальция

—>

CaCO3 взвешенные кристаллы карбоната кальция

+ H2O + CO2

Кристаллизация происходит в массе жидкости, а не на ее стенках!

5. Взвешенные кристаллы уносятся током воды или удаляются из котла во время продувок.

6. Существующие отложения карбонатов постепенно растворяются, улучшается теплопередача.

Мы рекомендуем полностью отказаться от умягчения воды по следующим причинам:

1. Водоподготовка умягчением никогда не бывает совершенной; необходимы противонакипные реагенты.
2. Умягченная вода агрессивна, приходится вводить антикоррозийные химикаты, чтобы предотвратить коррозионное разрушение бойлера.
3. Мягкая вода не может растворить карбонатные отложения; в результате их приходится регулярно очищать кислотой.
4. Умягчение воды требует постоянного расхода реагентов.
5. Умягчение воды требует регенерации фильтров, при этом образуются агрессивные растворы, которые нельзя сливать в почву или в канализацию — их необходимо утилизировать.

С системой водоподготовки Гидрофлоу возможно использование химически неподготовленной воды для работы котельного и теплообменного оборудования.

Видео:Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnlineСкачать

Кипячение воды. Жесткость воды.

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

На́кипь — твёрдые отложения, образующиеся на внутренних стенках труб паровых котлов , водяных экономайзеров, пароперегревателей, испарителей и др. теплообменных аппаратов, в которых происходит испарение или нагревание воды , содержащей те или иные соли. Пример накипи — твёрдые отложения внутри чайников

Причиной образования накипи на нагревательных элементах бытовых приборов является чрезмерное количество растворенных в воде солей кальция и магния. Чем больше этих солей, тем более “жесткой” является вода, а также вода, в которой содержится мельчайшая грязь (частицы ржавчины и т.п.). Накипь значительно ухудшает теплопроводность металла. Из-за дополнительной теплоизоляции электронагреватель увеличивает свою температуру до установления нового равновесия вырабатываемого тепла и его отдачи сквозь слой накипи. Поскольку при повышении температуры сопротивление проводника увеличивается, его мощность снижается. Следовательно, время на нагрев воды увеличивается — как за счёт замедления теплопередачи на начальном этапе, так и за счёт постоянного снижения мощности в рабочем режиме. Количество потреблённой электроэнергии для нагрева одинакового количества воды до одинаковой температуры не меняется, меняется потребляемая мощность и время нагрева. При нагреве воды соли, содержащиеся в ней, разлагаются на углекислый газ и нерастворимый осадок, который и является той самой накипью. Эти соли откладываются на ТЭНе и внутренних поверхностях бытовой техники, приводя ее в негодность.

По химическому составу преимущественно встречается накипь: карбонатная ( углекислые соли кальция и магния — CaCO ₃ , MgCO ₃ ), сульфатная (CaSO ₄ ) и силикатная ( кремнекислые соединения кальция, магния, железа , алюминия ).

Образование накипи предупреждают химической обработкой воды, поступающей в котлы и теплообменники.

Недостатком химической обработки воды является необходимость подбора водно-химического режима и постоянного контроля за составом исходной воды. Также при использовании данного метода возможно образование отходов, требующих утилизации.

Последние годы активно применяются методы физической (безреагентной) водоподготовки. Один из них — технология Hydropath, которая отталкивает растворенные в воде ионы солей жесткости от стенок труб оборудования. При этом вместо корки твердой накипи на стенках образуются взвешенные микрокристаллы , которые выносятся потоком воды из системы. При этом методе химический состав воды не изменяется. Нет вреда для окружающей среды, нет необходимости в постоянном контроле за работой системы.

Удаляют накипь механическим и химическим способами.

Отлично растворяет накипь уксусная кислота , по сути вступает в реакцию с солью на стенках чайника и образует другие соли, но уже свободно растворяющиеся в воде. Например, накипь в чайнике. Её ( уксусную кислоту ) нужно размешать с водой, в пропорции 1:10 и кипятить чайник на медленном огне. Накипь растворится у вас на глазах. Лимонная кислота хороша для растворения примесей, осевших на водоочистительных фильтрах. Конечно же, растворять необходимо в воде. В производстве обычно применяют адипиновую кислоту и именно она составляет основу большинства бытовых средств от накипи.

При механической очистке существует опасность повредить защитный слой металла или даже само оборудование, поскольку для очистки котел или теплообменник требуется разобрать полностью или частично. Без сомнения это весьма затратный метод, т. к. часто стоимость простоя оборудования намного выше стоимости очистки.

Химическую очистку возможно применять, не разбирая полностью котел или теплообменник. Но при этом существует опасность, что слишком длительное воздействие кислоты может повредить металл котла, а более короткое воздействие недостаточно очистит поверхности.

Существует народный способ очистки чайника от накипи: cырые картофельные очистки промывают от грязи, кладут их в чайник, заливают холодной водой и кипятят несколько раз.

Способы очистки от накипи

Лимонную кислоту— 1—2 пакетика — насыпьте в чайник (в холодную воду) и вскипятите. Дайте немного постоять, затем слейте вскипевшую воду, сполосните чайник, вскипятите новую порцию чистой воды. Эту воду также необходимо слить— в ней могла остаться лимонная кислота. Количество, используемой лимонной кислоты варьируется в зависимости от количества накипи.
Эту процедуру нужно выполнять регулярно, один раз в несколько недель, не допуская большого слоя накипи.

2. Налейте в чайник воду, всыпьте в воду 1 ст.ложку соды, доведите до кипения и покипятите 30 мин, затем вылейте воду, налейте свежую, всыпьте 1 ст. ложку лимонной кислоты и тоже покипятите, затем залейте новую воду и влейте полстакана уксуса и тоже покипятите 30 мин. Это хорошо для запущенных чайников, когда толстый слой накипи,— она отлущивается тонкими пластинками.
В чайник налейте смесь воды и 70%-ной уксусной эссенции из расчета 60 мл эссенции на 1 л воды. В течение 8—10 ч этот раствор поддерживайте в горячем состоянии, для чего периодически доводите его до кипения. После этого чайник промойте водой и каким-нибудь моющим средством типа «Пемолюкс». Если чайник не очень запущенный, то одной такой процедуры достаточно, если же слой накипи слишком толстый, обработку повторите.

3. Наполните чайник горячей водой и доведите ее до кипения, добавьте питьевую соду (2— 2,5 ст. ложки на 1 л воды) и кипятите еще 30—40 мин. Раствор слейте, налейте в чайник чистую воду и, добавив уксусную эссенцию (из расчета полстакана на 4 л воды), кипятите еще 20 мин. После этого разрыхленный слой накипи легко снимается со стенок чайника.

4. Залейте в чайник раствор уксусной эссенции (1 часть эссенции на 6 частей воды), нагрейте на огне до 60—70 ‘С и подержите чайник на огне при такой температуре 20— 30 мин, затем тщательно промойте.

Если в кастрюлях, чайниках, потемневших изнутри, проварить кожуру от яблок и груш, они приобретут утраченный первоначальный цвет, накипь исчезнет.

Накипь со стенок самовара можно удалить так: в самовар, наполненный водой, вливают чашку глицерина и кипятят. Накипь отстает от стенок самовара. Другой способ: когда вода в самоваре закипит, бросают в нее горсть или две сахарного песка. Если накипи много, то делают это 2—3 раза, после чего самовар становится совершенно чистым.

Чтобы самовар был чистым от накипи, можно периодически (примерно один раз в месяц) варить в нем некоторое время картофельную шелуху.

А если вам не хочется возиться со старым чайником, доставьте себе удовольствие и сделай подарок — купите новый чайник.

1)Если она карбонатнатная, то есть MeCO3, то должна разлагаться любой более сильной кислотой. Например — муравьиной, лимонной, уксусной, фосфорной, соляной:
MeCO3 + HCl = MeCl+H2O+CO2
Собственно все средства для удаления накипи, как народные, так и промышленные, так и делают. Например кипячение с ФАНТОЙ или Кока-Колой:
3MeCO3 + H3PO4 = MePO4+3H2O+3CO2
коэффициенты при двухвалентном металле (Ca) корректируйте сами
Тут только один фокус — получившаяся соль должна быть в идеале растворимой, или хотя бы рыхлой, поэтому нельзя для этой цели пользоваться например СЕРНОЙ кислотой — вместо карбонатной накипи буде гипс, а его только молотком 🙂

2) Накипь в чайнике — это нерастворимые соли кальция и магния (в основном карбонаты), поэтому действуют на накипь кислотами (или солями кислот), которые образуют растворимые соли кальция и магния, допустим соляная кислота HCl или органические кислоты (уксусная, лимонная и т.д.):
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2CO3,
или перевести карбонаты в гидрокарбонаты с помощью CO2 или NaHCO3(гидрокарбонат натрия):
СаСО3+2NaHCO3 = Ca(HCO3)2+Na2CO3

1.Осуществить превращение:
Са→СаО→Са(ОН)2→СаСl2
Объяснить сущность ОВР.
2.Составить молекулярное уравнение реакции по сокращенному ионному:
Ва2++ SО42- =ВаSО4
2Н+ + 2ОН- = 2Н2О
3.Восстановить левую часть уравнения:
———- = СаО+СО2
———- = 2NаСl + СО2+ Н2О

5.Привести примеры минералов, содержащих карбонаты.

6.Что происходит при кипячении с карбонатами? Написать реакцию.

7. Заполнить таблицу: Виды жесткой воды

Вид жесткости

Чем обусловлен

Способы устранения

Уравнения химических реакций

8. Карбонат кальция в воде практически нерастворим. Однако известняки вымываются водой.
Чем это можно объяснить? Составьте уравнения соответствующих реакций.
9.* Образец жесткой воды содержит 100 мгл гидрокарбоната кальция и 30 мгл сульфата кальция.
Сколько граммов карбоната натрия потребуется для умягчения 1 м3 такой воды?

Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты ( H ₂ C O ₃ ). Среди солей известны нормальные карбонаты (с анионом СО ₃ 2− ) и кислые или гидрокарбонаты (с анионом НСО ₃ − ).

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Растворимость

Из нормальных карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов , аммония и таллия . Вследствие гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Малорастворимы нормальные карбонаты кальция , бария , стронция и свинца . Все кислые карбонаты хорошо растворимы в воде; кислые карбонаты сильных щелочей также имеют слабощелочную реакцию.

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Химические свойства

При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

При сильном нагревании нормальные карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ :

Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (почти все известные кислоты, включая органические) с выделением углекислого газа :

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Распространение в природе

Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО ₃ , доломит CaMg(CO ₃ ) ₂ , магнезит MgCO ₃ , сидерит FeCO ₃ , витерит ВаСО ₃ , баритокальцит BaCa(CO ₃ ) ₂ и др. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, малахит CuCO ₃ ·Cu(ОН) ₂ .

Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в минеральных водах , а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме атмосферных осадков и ледников . Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую временную жёсткость воды . При сильном нагревании воды (выше 60 °C ) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, бойлеров , труб, запорной арматуры и т. д., образуя накипь .

Видео:8 класс. Составление уравнений химических реакций.Скачать

Применение

Карбонаты кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na ₂ CO ₃ и NaHCO ₃ ). Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами , регулирующими постоянство реакции крови .

Практическая работа «Определение жесткости воды»

Как отмечалось выше (в разделе « Щелочность и кислотность »), карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения атмосферной СО ₂ , взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и, конечно, протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.

Определение карбонат- и гидрокарбонат-анионов является титриметрическим и основано на их реакции с водородными ионами в присутствии фенолфталеина (при определении карбонат-анионов) или метилового оранжевого (при определении гидрокарбонат-анионов) в качестве индикаторов. Используя эти два индикатора, удается наблюдать две точки эквивалентности: в первой точке (рН 8,0–8,2) в присутствии фенолфталеина полностью завершается титрование карбонат-анионов, а во второй (рН 4,1–4,5) – гидрокарбонат-анионов. По результатам титрования можно определить концентрации в анализируемом растворе основных ионных форм, обуславливающих потребление кислоты (гидроксо-, карбонат- и гидрокарбонат-анионов), а также величины свободной и общей щелочности воды, т.к. они находятся в стехиометрической зависимости от содержания гидроксил-, карбонат- и гидрокарбонат-анионов. Для титрования обычно используют титрованные растворы соляной кислоты с точно известным значением концентрации – 0,05 моль/л либо 0,1 моль/л.

Определение карбонат-анионов основано на реакции:

Присутствие карбонат-аниона в концентрациях, определяемых аналитически, возможно лишь в водах, рН которых более 8,0–8,2. В случае присутствия в анализируемой воде гидроксо-анионов при определении карбонатов протекает также реакция нейтрализации:

Определение гидрокарбонат-анионов основано на реакции:

Таким образом, при титровании по фенолфталеину в реакции с кислотой участвуют анионы ОН– и СО32–, а при титровании по метиловому оранжевому – ОН – , СО ₃ 2– и НСО ₃ – .

Величина карбонатной жесткости рассчитывается с учетом эквивалентных масс участвующих в реакциях карбонат- и гидрокарбонат-анионов.

При анализе карбонатных природных вод правильность получаемых результатов зависит от величины потребления кислоты на титрование по фенолфталеину и метилоранжу. Если титрование в присутствии фенолфталеина обычно не вызывает трудностей, т.к. происходит изменение окраски от розовой до бесцветной, то в присутствии метилового оранжевого, при изменении окраски от желтой до оранжевой, определить момент окончания титрования иногда довольно сложно. Это может привести к значительной ошибке при определении объема кислоты, израсходованной на титрование. В этих случаях, для более четкого выявления момента окончания титрования, определение полезно проводить в присутствии контрольной пробы, для чего рядом с титруемой пробой помещают такую же порцию анализируемой воды (во второй склянке), добавляя такое же количество индикатора.

В результате титрования карбоната и гидрокарбоната, которое может выполняться как параллельно в разных пробах, так и последовательно в одной и той же пробе, для расчета значений концентраций необходимо определить общее количество кислоты в миллилитрах, израсходованной на титрование карбоната (V_K) и гидрокарбоната (V_ГК). Следует иметь в виду, что при определении потребления кислоты на титрование по метилоранжу (V_МО) происходит последовательное титрование и карбонатов, и гидрокарбонатов. По этой причине получаемый объем кислоты V_МО содержит соответствующую долю, обусловленную присутствием в исходной пробе карбонатов, перешедших после реакции с катионом водорода в гидрокарбонаты, и не характеризует полностью концентрацию гидрокарбонатов в исходной пробе. Следовательно, при расчете концентраций основных ионных форм, обуславливающих потребление кислоты, необходимо учесть относительное потребление кислоты при титровании по фенолфталеину (V_Ф) и метилоранжу (V_МО). Рассмотрим несколько возможных вариантов, сопоставляя величины V_Ф и V_МО.

V_Ф = 0. Карбонаты, а также гидроксо-анионы в пробе отсутствуют, и потребление кислоты при титровании по метилоранжу может быть обусловлено только присутствием гидрокарбонатов.

V_Ф 0, причем 2V_ФМО. В исходной пробе отсутствуют гидроксо-анионы, но присутствуют и гидрокарбонаты, и карбонаты, причем доля последних эквивалентно оценивается как V_К=2V_Ф, а гидрокарбонатов – как V_ГК = V_МО–2_VФ.

2V_Ф = V_МО. Гидрокарбонаты в исходной пробе отсутствуют, и потребление кислоты обусловлено содержанием практически только карбонатов, которые количественно переходят в гидрокарбонаты. Именно этим объясняется удвоенное, по сравнению с V_Ф, потребление кислоты V_МО.

2V_Ф>V_МО. В данном случае в исходной пробе гидрокарбонаты отсутствуют, но присутствуют не только карбонаты, но и другие потребляющие кислоту анионы, а именно – гидроксо-анионы. При этом содержание последних эквивалентно составляет V_ОН = 2V_Ф – V_МО. Содержание карбонатов можно рассчитать, составив и решив систему уравнений:

V _Ф = V _МО . В исходной пробе отсутствуют и карбонаты, и гидрокарбонаты, и потребление кислоты обусловлено присутствием сильных щелочей, содержащих гидроксо-анионы.

Присутствие свободных гидроксо-анионов в заметных количествах (случаи 4 и 5) возможно только в сточных или загрязненных водах.

Массовые концентрации анионов (не солей!) рассчитываются на основании уравнений реакций потребления кислоты карбонатами (С_К) и гидрокарбонатами (С_ГК) в мг/л по формулам:

где:
V _К и V _ГК – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование карбоната и гидрокарбоната соответственно, мл;
Н – точная концентрация титрованного раствора соляной кислоты (нормальность), моль/л экв.;
V _А – объем пробы воды, взятой для анализа, мл;
60 и 61 – эквивалентная масса карбонат- и гидрокарбонат-аниона соответственно, в соответствующих реакциях;
1000 – коэффициент пересчета единиц измерений.

Результаты титрования по фенолфталеину и метилоранжу позволяют рассчитать показатель щелочности воды, который численно равен количеству эквивалентов кислоты, израсходованной на титрование пробы объемом 1 л. При этом потребление кислоты при титровании по фенолфталеину характеризует свободную щелочность, а по метилоранжу – общую щелочность, которая измеряется в ммоль/л. Показатель щелочности используется в России, как правило, при исследовании сточных вод. В некоторых других странах (США, Канаде, Швеции и др.) щелочность определяется при оценке качества природных вод и выражается массовой концентрацией в эквиваленте СаСО₃.

Следует иметь в виду, что, при анализе сточных и загрязненных природных вод, получаемые результаты не всегда корректно отражают величины свободной и общей щелочности, т.к. в воде, кроме карбонатов и гидрокарбонатов, могут присутствовать соединения некоторых других групп (см. « Щелочность и кислотность »).

Оборудование и реактивы

Пипетка на 2 мл или на 5 мл, мерный шприц с наконечником и соединительной трубкой; пипетка-капельница; склянка с меткой «10 мл».
Раствор индикатора метилового оранжевого (0,1%) водный; раствор индикатора фенолфталеина; раствор соляной кислоты титрованный (0,05 моль/л).
Приготовление растворов см. приложение 3 .

Выполнение анализа

А. Титрование карбонат-аниона

1. В склянку налейте до метки (10 мл) анализируемую воду.

2. Добавьте пипеткой 3–4 капли раствора фенолфталеина.
Примечание. При отсутствии окрашивания раствора либо при слабо-розовом окрашивании считают, что карбонат-анион в пробе отсутствует (рН пробы меньше 8,0–8,2).

3. Постепенно титруйте пробу с помощью мерного шприца с наконечником либо мерной пипетки раствором соляной кислоты (0,05 моль/л) до тех пор, пока окраска побледнеет до слабо-розовой (практически бесцветной), и определите объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование по фенолфталеину (V_Ф, мл).

Раствор после титрования карбонат-аниона оставьте для дальнейшего определения в нем массовой концентрации гидрокарбонат-аниона.

Б. Титрование гидрокарбонат-аниона

4. В склянку налейте до метки (10 мл) анализируемую воду либо используйте раствор после определения карбонат-аниона.

5. Добавьте пипеткой 1 каплю раствора метилового оранжевого.
Примечание. Для более четкого определения момента окончания титрования определение полезно проводить в присутствии контрольной пробы, для чего рядом с титруемой пробой помещают такую же порцию анализируемой воды (во второй склянке), добавляя такое же количество индикатора.

6. Постепенно титруйте пробу с помощью мерного шприца с наконечником раствором соляной кислоты (0,05 моль/л) при перемешивании до перехода желтой окраски в оранжевую, определяя общий объем раствора, израсходованного на титрование по метилоранжу (V_МО, мл). При использовании раствора после определения карбонат-аниона необходимо определить суммарный объем, израсходованный на титрование карбоната и гидрокарбоната.
Примечание. Обязательно перемешивайте раствор при титровании! Момент окончания титрования определяйте по контрольной пробе.

С. Определение ионных форм, обуславливающих потребление кислоты на титрование

В зависимости от соотношения между количествами кислоты, израсходованными на титрование по фенолфталеину (V_Ф) и метилоранжу (V_МО), по табл. 9 выберите подходящий вариант для вычисления ионных форм, обуславливающих потребление кислоты при титровании.

Определение ионных форм,
обуславливающих потребление кислоты на титрование

Примерный порядок использования табл. 9. Выполните действия и ответьте на следующие вопросы.

Имеет ли раствор нулевую свободную щелочность? (Т.е. при добавлении фенолфталеина раствор не приобретает окраски или слегка розовеет.) Если да, то потребление кислоты обусловлено присутствием только гидрокарбонатов – см. графу 1 табл. 9.

Является ли потребление кислоты при титровании по фенолфталеину равным общему потреблению кислоты при титровании? Если да, то потребление кислоты обусловлено присутствием только гидроксил-анионов – см. графу 5 табл. 9.

Умножьте полученное потребление кислоты при титровании по фенолфталеину на 2 и сравните произведение с общим потреблением кислоты для граф 2–4 табл. 9. В каждом случае определите вклад присутствующих ионных форм в потребление кислоты.
Пример расчета. В первой пробе объемом 10 мл определили количество раствора кислоты, израсходованное на титрование по фенолфталеину: V _Ф = 0,1 мл. Во второй пробе определили количество кислоты, израсходованное на титрование по метилоранжу: V _МО = 0,25 мл. Сопоставляем величины 2× V _Ф и V _МО : 2× V _Ф V _МО . Следовательно, в пробе присутствуют и карбонат-, и гидрокарбонат-анионы, причем потребление кислоты карбонатами составляет V _К = 2× V _Ф = 0,20 мл, а гидрокарбонатами –
V _ГК = V _МО – 2V _Ф = 0,25–0,20 = 0,05 мл

Проверьте результаты расчета: сумма потребления кислоты на все три формы должна быть равна общему потреблению кислоты.

D. Расчет массовой концентрации карбонат- и гидрокарбонат-анионов

Определите по табл. 9 вклад различных ионных форм в потребление кислоты при титровании (V_K, V_ГК).

Рассчитайте массовую концентрацию карбонат-аниона (СК) в мг/л по формуле:
С_К = V_К×300.
Полученный результат округлите до целых чисел.

Рассчитайте массовую концентрацию гидрокарбонат-аниона (СГК) в мг/л по формуле:
С_ГК = V_ГК×305.
Полученный результат округлите до целых чисел.

E. Расчет карбонатной жесткости

F. Расчет щелочности

Значение свободной щелочности (Щ_СВ) в ммоль/л экв. рассчитайте по формуле:

Значение общей щелочности (Щ_О) в ммоль/л экв. рассчитайте по уравнению:

Величина карбонатной жесткости для поверхностных природных вод принимается равной величине общей щелочности (ммоль/л экв.).

Информация о результатах исследовательского проекта по определению жесткости воды.

Жесткость воды – это совокупность ее свойств, обусловленных содержанием в воде ионов Са2+ и Мg2+ в составе растворимых гидрокарбонатов,
хлоридов, сульфатов. Жесткость делится на следующие виды:

Вид жесткости

Чем обусловлен

2. Некарбонатная или постоянная

Са (НСО3)2, Мg(НСО3)2

СаСl2, МgCl2, CaSO4, MgSO4
Постоянная и временная вместе

Для определения жесткости воды использовался концентрированный мыльный раствор. В основе эксперимента лежит
способность мыльного раствора образовывать устойчивую пену в воде разной жесткости с разной скоростью. Мыльный
раствор добавляется к исследуемому образцу по каплям и встряхивается. В качестве эталона берется дистиллированная вода.

Результаты определения жесткости воды

Видео:Расстановка Коэффициентов в Химических Реакциях // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Исследовательская работа «Образование накипи в чайниках и способы удаления ее в домашних условиях»

Данная работа посвящена бытовой проблеме-образование накипи в чайниках. Исследованы некоторые способы очистки чайников,часто предлагаемые часто в СМИ и их эффективность.

Видео:Проклятая химическая реакция 😜 #shortsСкачать

Скачать:

Видео:Химические уравнения. СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ: Как составлять химические уравнения? Химия 8 классСкачать

Предварительный просмотр:

Районная научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Название работы: «Образование накипи в чайниках и способы удаления ее в домашних условиях»

Автор работы: Федоренко Жанна Сергеевна

Место выполнения работы : с. Яшалта

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Яшалтинская средняя общеобразовательная школа»

Московцова И.А., учитель химии и биологии

1. Вода — добрый друг и помощник человека……………………………. 4 .

2. Физико-химические основы образования накипи и отложений…………. 4-5

2.2. Жесткость воды и образование накипи…………………………………5-6.

3. Удаление накипи в домашних условиях…………………………………….7-8

4. Что такое антинакипин. 8

5. Материалы и методы исследования…………………………………………. 8

5.2. Определение жесткости воды……………………………………………9

5.3. Влияние накипи на время закипания воды……………………… ……..9

5.4. Изучение эффективности способов удаления накипи в домашних условиях… …………………………………………………………………………………….10

Как здорово слышать ранним прохладным утром свист закипевшего чайника, а затем шуршание горячей воды и аромат черного кофе. Чайником мы пользуемся довольно часто, он — словно друг, поднимающий наше настроение и придающий сил на долгий рабочий день.

Вот он стоит, сияя блестящими боками, но… внутри весь покрылся накипью. И вы уже даже иногда сомневаетесь в том, можно ли кипятить в нем воду? И собралось неприятного налета на стенках столько, что просто руки опускаются. Как почистить чайник от накипи, чтобы он снов засверкал своим чистеньким «внутренним миром»?

В нашей жизни с таким качеством воды (оставляющей желать лучшего) о накипи знает практически каждая семья. Моя — не исключение. Поискав в интернете способы удаления накипи, я нашла много вариантов и захотела их попробовать, чтобы отобрать самый эффективный.

Исследовать способы удаления накипи с поверхности чайника

1. Поиск информации в Интернете, журналах, научной литературе;

2. Провести социологический опрос жителей села

3. Определить жесткость воды

4. Выявить влияние накипи на скорость закипания воды в чайнике.

5. Определить достоверность литературных данных о способах удаления накипи в домашних условиях.

Сроки выполнения работы : ноябрь 2013г – февраль 2014г

Основные методы: изучение теоретических основ, выполнение практических работ, анализ, сравнение.

1.Вода — добрый друг и помощник человека.

Она — удобная дорога: по морям и океанам плавают корабли. Вода побеждает засуху, оживляет пустыни, повышает урожай полей и садов. Она послушно вращает турбины на гидроэлектростанциях. Вода минеральных источников оказывает лечебное действие. Многие из источников горячие. И люди используют не только лечебные свойства этих вод, но и тепло.

Но вода может быть и врагом человека.

Вы удивились? А поломанные чайники, утюги и стиральные машины? А взрывающиеся нагревательные котлы в котельных? А неприятный серый цвет когда-то белого белья? Ведь каждый из нас сталкивался с этим.

Не только плита, но и чайник – это лицо хозяйки. Как первое, так и второе должно быть всегда чистым. А чайник должен быть чистым не только снаружи, но и внутри, т.е. в нем не должно быть накипи и известкового налета. Тогда и чай вкуснее, и кипятить воду в таком чайнике приятно. Накипь – это по своей сути результат оседания известкового налета на внутренней поверхности чайника. Известь эта содержится в водопроводной (и даже в фильтрованной) воде, тем самым делая ее жесткой. Если вам кажется, что накипь не приносит много вреда, и бороться с ней нужно по большим праздникам, то вы ошибаетесь. В первую очередь налет удлиняет время закипания воды (тем самым вызывая перерасход электроэнергии). Налет в чайнике может вывести из строя нагревательный элемент, чайник может выключаться до того, как вода хорошо прокипит, кроме того, в самой воде будет содержаться большое количество извести.

Любая опытная домохозяйка знает, что никакие фильтры не избавят чайники от накипи. И если сначала небольшой слой накипи практически никак не влияет на работу чайника, то со временем, по мере утолщения слоя, электрический прибор начинает работать недостаточно эффективно (если накипи много, то воду приходится греть дольше) или вообще ломается. Конечно, самый обычный эмалированный чайник от накипи не сломается, однако вода в нем будет иметь неприятный вкус, а вы однажды обнаружите на дне своей кружки белые хлопья налета. Чтобы этого не произошло, нужно периодически проводить глобальную чистку чайника.

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗОВАНИЯ НАКИПИ И ОТЛОЖЕНИЙ

В воде, которую вы нагреваете в чайнике, содержатся соли (кальция, магния и пр.). При нагревании они распадаются на углекислый газ и нерастворимый осадок. Нерастворимый осадок – это и есть накипь. Чем больше жесткость воды, тем больше в ней солей и тем больше накипи осядет на вашем чайнике. Предотвратить появление накипи невозможно. Фильтры, конечно, помогут вам уменьшить количество накипи, однако рано или поздно она все равно накопится и чайник придется чистить. Но пугаться этого не надо, ведь сегодня существует множество методов, которые помогут вам избавиться от неприятного налета, очистить чайник от накипи. Именно о них и пойдет речь в нашей работе.

Наиболее сильно оказывает влияние на процесс накипеобразования свойства используемой воды. Совокупность свойств воды, обусловлена наличием в ней присутствием в ней различных солей: преимущественно катионов Са 2+ (кальциевая жесткая вода) и Мg 2+ (магниевая жесткая вода). Сумма концентрации Са 2+ и Мg 2+ называют жесткостью воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Мg [при кипячении разлагаются на СаСO3 и Мg(ОН)2 с выделением СО2], вторая — наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов, фосфатов этих металлов. Одним из возможных источников этих солей являются горные породы (известняки, доломиты), которые растворяются в результате контакта с природной водой и грунты. Жесткость воды выражается в мг-экв/л: карбонатная жесткость отвечает той части катионов Са 2+ и Мg 2+ , кратна эквививалентна содержащимся в воде анионам, некарбонатная — анионам и другим.

1. . Жесткость воды и образование накипи.

Жесткость воды — совокупность свойств воды, обусловленная содержанием в ней ионов Ca2+ и Mg2+. Сумма концентраций этих ионов дает общую жесткость.

Общую жесткость воды определяют так же, как сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость обусловлена присутствием солей гидрокарбонатов кальция и магния и устраняется при кипячении

Некарбонатная жесткость связана с присутствием в воде кальция и магния в виде солей серной, соляной и азотной кислот. Эта жесткость при кипячении не устраняется.

По количественному содержанию ионов Ca2+ и Mg2+ природная вода бывает мягкой (общая жесткость до 2 ммоль/л), средней жесткости (2 – 10 ммоль/л) и жесткой (больше 10 ммоль/л).

Накипь – это по своей сути результат оседания известкового налета на внутренней поверхности чайника. Известь эта содержится в водопроводной (и даже в фильтрованной) воде, тем самым делая ее жесткой. Если тебе кажется, что накипь не приносит много вреда, и бороться с ней нужно по большим праздникам, то ты ошибаешься. В первую очередь налет удлиняет время закипания воды (тем самым вызывая перерасход электроэнергии). Налет в чайнике может вывести из строя нагревательный элемент, чайник может выключаться до того, как вода хорошо прокипит, кроме того, в самой воде будет содержаться большое количество извести.

На́кипь — твёрдые отложения, образующиеся на тех поверхностях теплообменных аппаратов, на которых происходит нагревание (кипение, испарение) воды, с растворенными солями жесткости .

Повышенная жесткость способствует усиленному образованию накипи в отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает интенсивность теплообмена, приводит к большим расходам топлива и перегреву металлических поверхностей.

Вода как правило, содержит глину, песок и взвеси — около 8-19 мг/л, органические вещества (водоросли, коллоиды, гуминовые вещества из плодородной почвы — около 5 мг/л), соли — земельных металлов (натрий, калий (4-15 мг/л)), соли жесткости (кальций, магний, силикаты — 8-95 мг/л), растворенный кислород (5-12 мг/л), углекислый газ (100-700 мг/л).

Неорганические примеси, находящиеся в воде в основном в виде ионов: Na +, Са 2+, Мg 2+, К+, Cl-, SO4 2-, НСО3 -.

Главными накипеобразователями являются катионы Са2+ и Мg2+, образуются вначале гидрокарбонаты, а затем нерастворимые карбонаты этих металлов.

Гипс кристаллизуется из природной воды в виде двугидрата сульфата кальция СаSО4 · 2Н2О. При подогреве до 100С он переходит в менее растворимый полугидрат СаSО4 · 0,5Н2О, а при повышении температуры до 130С — в еще менее растворимый СаSО4.

При кипячении гидрокарбонаты переходят в малорастворимые карбонаты:

Са(НСО3)2 = СаСО3 + СО 2 + Н 2 О

Мg(НСО3)2 = МgСО3 + СО 2 + Н 2 О

Чем интенсивнее нагревание, тем интенсивнее идут эти реакции. Содержание Са(НСО3)2 в растворе повышается при нарушении технологического режима, а также зависит от рН раствора. Гидрокарбонаты кальция в растворах находятся в нестабильном состоянии и любое внешнее воздействие ускоряет кристаллизацию гидрокарбонатов.

Гидрокарбонаты магния ведут себя аналогично Са(НСО3)2, но разложение на малорастворимые карбонат и оксид углерода (ІІ) идет в полтора раза медленее. В определенных физико-химических условиях Мg(НСО3)2 переходит в труднорастворимый гидроксид — Мg(ОН)2.

Карбонаты СаСО3 и МgСО3 ведут себя по-разному. Так при повышении температуры, но при постоянном давлении их растворимость уменьшается, а при повышении температуры и давления растворимость резко увеличивается причем МgСО3 растворяется интенсивнее, чем СаСО3, а при высоких температурах раствора он гидролизуется и теряя СО2 переходит в Мg(ОН)2

Таким образом, происходит устранение временной жесткости воды, постоянная жесткость воды не может быть удалена кипячением.

Пример накипи — твёрдые отложения внутри чайников .

3. Удаление накипи в домашних условиях.

Удаляют накипь механическим и химическим способами.

При механической очистке существует опасность повредить защитный слой металла или даже само оборудование.

Химическую очистку возможно применять, не разбирая полностью электроприбор. Но при этом существует опасность, что слишком длительное воздействие кислоты повредит металл, а более короткое воздействие может недостаточно очистить поверхности.

Я нашла в СМИ различные способы удаления накипи с поверхности чайников. Вот некоторые из них:

1. Лимон нарезать на кусочки, положить в чайник, залить водой и вскипятить. Эту процедуру можно делать много раз, так как все натурально.

2. Лимонная кислота. Налить холодной воды, высыпать 1-2 пакетика лимонной кислоты, вскипятить и дать настоять минут 20-25. Затем все слить, ополоснуть и еще раз вскипятить, но на этот раз только воду без кислоты.

3. Кожура от яблок, картофеля или груш также хорошо помогает избавиться от накипи. Нужно положить очистки, залить водой и вскипятить.

4. Кока-кола или Фанта (и т. п.). Просто вскипятите этот напиток и затем губкой удалите накипь.

5. Аскорбиновая кислота — еще один способ. На литр воды потребуется одна столовая ложка аскорбиновой кислоты. Кипятить нужно минут 20.

6. Уксусная эссенция. Воду смешать с эссенцией в пропорции 6:1 (у кого сильная накипь можно сочетание вплоть до 2:1). Кипятить до 30 минут, затем несколько раз тщательно промыть водой. У этого метода есть минус — иногда остается запах уксуса, поэтому обязательно ополаскивайте несколько раз.

7. Этот, пожалуй, самый «термоядерный» способ избавления от накипи, так как сочетает в себе сразу несколько выше упомянутых способов. Итак, 1 столовую ложку соды залить водой и кипятить около получаса. Затем слить воду, налить новой воды и добавить одну столовую ложку лимонной кислоты и снова кипятить. Снова все слить и в третий раз залить водой, но уже с уксусом (примерно полстакана) и после кипячения слить и тщательно все промыть. Такой «атаки» накипь выдержать точно не сможет!

8. Просто вскипятите в нем воду, а в кипяток добавьте 3 ст. л. соды. Дайте воде остыть, а приблизительно через полчаса вскипятите воду вновь. Затем вылейте эту воду и наполните чайник горячей водой с уксусной эссенцией (1 -2 ч. л.). Еще раз вскипятите воду и через полчаса вылейте. От такой процедуры накипь станет рыхлой и легко очистится обыкновенной губкой для мытья посуды

9. Промытая кожура от яблок или картофеля позволяет очистить чайник от накипи с хорошим результатом. В чайник с водой опустить кожуру от трех яблок и картофелин. Варить примерно два часа.

10.Еще одно верное средство – деревянная зола. В чайник следует насыпать побольше золы. Потом мочалкой или губкой золу втереть в места с накипью. В конце чайник промыть теплой водой

11. Другой эффективный метод предполагает использование только уксуса (без соды). В чайник влить уксус (1-2 ст. л.) и кипятить 20 минут. Результат получается отличный, и потом долго не появится проблема, как убрать накипь в чайнике. Но один недостаток все же имеется – запах. Вот почему во время работы нужно открыть окна, а в конце тщательно прополоскать чайник.

4. Что такое антинакипин?

Антинакипины содержат в своем составе, как уже написано выше, слабую органическую кислоту. Они так же содержаться в стиральном порошке. Но концентрация их мала и время действия при стирке невелико (это сделано специально, дабы не повредить ткань). Любая кислота разъедает ткань, превращая ее в труху, поэтому использование большого количества антинакипина вместе с бельем не допустимо. Метод действенный, но имеет отрицательные действия. Кислота способна разрыхлять резину и делает ее менее упругой, что так же может привести к протечке сальника, например. Кроме того эти кислоты не растворяют соединений фтора (остатков того самого не растворенного тринатрийфосфата), которые в большом количестве имеются на поверхностях внутри стиральной машины. В наше технически развитое время создано немало бытовых средств, помогающих удалять накипь: «Антикипин», «Золушка», «Антинакипь». Однако у нас в селе очень редко можно найти их в магазинах. В них содержится кальцинированная сода, обычно используемая для смягчения воды. Это средство выпускается в виде жидкости или порошка. Но используются они одинаково – засыпаются в чайник, почти доверху заливаются водой и кипятятся. Антинакипины выпускают в виде порошков. В стиральных машинах накипь появляется не из-за воды, а из-за стирального порошка. Если взять порошок, развести 1/3 столовой ложки в 1 стакане воды и перемешать, то можно увидеть осадок, который будет плавать в стакане и не растворится никогда. Это «утяжелитель» порошка. В России — это пластиковая стружка, в Финляндии — каменная крошка. Добавляется исключительно как маркетинговый ход (реклама). Если положить в стакан железные гвозди, и оставить на 1-2 месяца, то гвозди обрастут ржавчиной, вода станет темно бурого цвета, непрозрачной. Можно представить, что происходит со стиральной машиной.

Бытовые средства служат легким способом избавления от накипи. Но у него есть недостатки:

-химические вещества, содержащиеся в чистящих средствах, попадают в желудок, что не безопасно;

-некоторые составы не дают желаемого результата

5. Материалы и методы исследований.

Для того чтобы удостовериться в актуальности выбранной темы исследования, был проведен социологический опрос населения, в котором участвовали 100 жителей села Яшалта. Предлагалось ответить на следующие вопросы:

5.1.1.Используете ли вы антинакипин для удаления накипи в чайниках?

5.1.2. Используете ли вы фильтр для очистки воды?

5.1.3.Как вы удаляете накипь из чайника?

Самый распространенный ответ – с помощью лимонной кислоты — 47%

Чищу металлическим ершиком — 17%

Другие ответы — 3%

5.1.4. Мы побывали в 5 хозяйственных магазинах нашего села с целью приобрести антинакипин для удаления накипи с чайника, но везде получили отрицательный ответ. Только в магазине «Блеск» нам предложили средство для снятия накипи в автоматических стиральных и посудомоечных машинах всех типов «Скамвон».

5.2. Определение жесткости воды

Мерным цилиндром налить 10мл исследуемой воды в коническую колбу. Наполнить пипетку мыльным раствором, добавить 1мл мыльного раствора в колбу. Если не образуется пена, добавить еще несколько мл раствора мыла. Продолжать добавлять мыльный раствор, пока не образуется устойчивая пена. (Она должна держаться не менее 30 секунд) Записать объем мыльного раствора, необходимого для образования устойчивой пены с 10мл исследуемой воды.

📺 Видео

Уравнения химический реакций на ОГЭ: как составлять без ошибок?Скачать

Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. 8 класс.Скачать

25. Схема реакции и химическое уравнениеСкачать

Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 КлассСкачать

Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Химические уравнения - Как составлять уравнения реакций // Составление Уравнений Химических РеакцийСкачать

Как расставлять коэффициенты в уравнениях реакций? #shorts #youtubeshortsСкачать

Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать

ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | Как составлять уравнения реакций | Химия 8 классСкачать

Как УРАВНИВАТЬ химические уравнения | Расстановка коэффициентов в химических реакцияхСкачать