Уравнение реакции образование накипи в чайнике

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

Видео:Растворение накипи в чайнике лимонной кислотой. Химическая реакция. Удаление накипи.Скачать

Скачать:

Видео:От чего образуется накипь в чайнике?Скачать

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:Что такое накипь в чайнике? #накипь #чайникСкачать

Чем можно объяснить образование накипи на чайниках?

Химия | 5 — 9 классы

Чем можно объяснить образование накипи на чайниках?

Что за вещество?

Составьте необходимые уравнения химических реакций.

Накипь в чайнике образуется за счёт осаждения примесей различных солей в воде.

В воде содержится гидрокарбонат кальция, При кипячении углекислота выделяется из воды и гидрокарбонат кальция при дефиците углекилоты начинает разлагаться, образуя практически нерастворимый карбонат кальция (известь), которая и выделяется на стенках.

А благодаря примесям солей железа и магния этот осадок приобретает прочность камня.

Видео:СПОСОБ НА ВЕКА УДАЛИТЬ НАКИПЬ В ЧАЙНИКЕ @obovsemsmarusyaСкачать

Какие исходные вещества необходимы для получения оконного стекла?

Какие исходные вещества необходимы для получения оконного стекла?

Составьте уравнения реакций образования силикатов, входящих в состав этого стекла.

Видео:В чайнике никогда не будет накипи.Скачать

С какими из перечисленных веществ — SO2, S, SO3, Cl2O7, N2O5, CO — вода будет взаимодействовать с образованием кислот?

С какими из перечисленных веществ — SO2, S, SO3, Cl2O7, N2O5, CO — вода будет взаимодействовать с образованием кислот?

Составьте уравнения возможных химических реакций.

Видео:БЫСТРЫЙ СПОСОБ УБРАТЬ НАКИПЬ С ЧАЙНИКА #лайфхаки #чистыйдом #чайникСкачать

Могут ли простые вещества образовываться в химических реакциях с образованием нескольких других веществ?

Могут ли простые вещества образовываться в химических реакциях с образованием нескольких других веществ?

Видео:Как ПРОСТО Почистить Чайник ОТ НАКИПИ #совет #ловисовет #чистотаСкачать

1 допишите уравнения реакций и расставьте необходимые коэффициенты ?

1 допишите уравнения реакций и расставьте необходимые коэффициенты .

И второе задание :

составьте по два примера химических реакций :

Видео:ОБРАЗОВАНИЕ НАКИПИ. Температура образования накипи. Причины образования накипиСкачать

Накипь на дне и стенках чайника состоит в основном из карбоната кальция?

Накипь на дне и стенках чайника состоит в основном из карбоната кальция.

Какую химическую реакцию можно использовать для очистки чайника от накипи?

Видео:Как убрать накипь в чайнике за 1 минуту//Способ рабочий №1Скачать

Составьте уравнение химических реакций ?

Составьте уравнение химических реакций ;

Видео:Накипь в чайнике. Что такое накипь и почему чай вкуснее на мягкой воде.Скачать

Составьте уравнение последовательных реакций образования сахарозы из неорганических веществ?

Составьте уравнение последовательных реакций образования сахарозы из неорганических веществ.

Укажите условия реакций.

Видео:Типы накипи. Как определить состав накипи без химического анализа.Скачать

Составьте уравнение химической реакции?

Составьте уравнение химической реакции.

Укажите, какие свойства проявляет углерод в реакциях с указанными веществом.

Видео:Как убрать накипь?Скачать

Как удалить накипь в чайнике химическим способом ?

Как удалить накипь в чайнике химическим способом ?

Видео:Как почистить чайник от накипи | Лайфхаки от Нечетова | nechetoff | ПОДПИШИСЬ ⬇️🔔 #ShortsСкачать

Накипь в чайнике?

Накипь в чайнике.

Кроме карбонатов кальция и магния в состав накипи входит гидроксид железа (3).

Он и придает накипи желтовато — коричневую окраску.

Составьте уравнение хим.

Реакции, которую можно использовать для её растворения.

Укажите класс соединения, к которому относится растворяющий реагент ; тип реакции ; сумму коэффициентов (если использовать CH3COOH).

Вопрос Чем можно объяснить образование накипи на чайниках?, расположенный на этой странице сайта, относится к категории Химия и соответствует программе для 5 — 9 классов. Если ответ не удовлетворяет в полной мере, найдите с помощью автоматического поиска похожие вопросы, из этой же категории, или сформулируйте вопрос по-своему. Для этого ключевые фразы введите в строку поиска, нажав на кнопку, расположенную вверху страницы. Воспользуйтесь также подсказками посетителей, оставившими комментарии под вопросом.

Ковалентная полярная молекула неметалла с кислотным остатком никак не может образовать ионную связь + неорганическое вещество.

1) 4 2) 2 3) 1 4) 1 5) 2 6) 2 7) 4 8) 2 9) 3 10) 11) 3 12) 2.

Молярная масса водорода — 2 г / моль в сосуде было 0, 24 / 2 = 0, 12 моль водорода молярная масса кислорода — 32 г / моль в сосуде было 4 / 32 = 0, 125моль кислорода молярная доля водорода составляет 0, 12 / (0, 12 + 0, 125) = 49, 0% молярная доля ки..

N(FeCl₂) = m(FeCl₂) / M(FeCl₂) n(FeCl₂) = 13 / 126, 75 = 0, 103 моль n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) n(NaOH) = 15 / 40 = 0, 375 моль хлорид железа прореагирует полностью FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl гидроксид хлорид натрия железа (II) n(Fe(OH)₂) = n(..

2HCl + CaO — > CaCl2 + H2O (реакция обмена) ( образуется хлорид кальция и вода).

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O оксид кальция + соляная кислота = хлорид кальция + вода.

CH3 — CH2 — CН = CH — CH3 это пентен — 2.

А. Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O Б. Ba(OH)2 + P2O5 = Ba3(PO4)2 + H2O B. Ba(OH)2 + SO3 = BaSO4 + H2O Г. Ba(OH)2 + Cl2O7 = Ba(ClO4)2 + H2O.

HCl Cl — 1 Cl2O7 Cl + 7 NACL Cl — 1 HClo3 СL + 5.

Видео:3 СПОСОБА КАК ОЧИСТИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЧАЙНИК ОТ НАКИПИСкачать

Исследовательская работа Сравнительный анализ химических способов устранения накипи в домашних условиях

Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» — 2014

Естественные науки (от 11 до 13 лет)

Сравнительный анализ химических способов устранения накипи в домашних условиях

Батаногов Никита, 12 лет

Ученик 6»Б» класса

МБОУ Июльская СОШ

МБОУ Июльской СОШ

1.1 Виды накипи4

2. Способы борьбы с накипью

3. Вред от накипи9

Практически каждый из нас сталкивался с проблемами, связанными с образованием накипи. Достаточно привести примеры с «зарастанием» ТЭНов стиральных машин или водонагревателя. Образование капель известкового налета на поверхности хромированных кранов и смесителей в ванной и кухне, появление белого налета на посуде.

Актуальность. Промышленность предлагает потребителю ряд средств, которые уменьшают жёсткость воды, а так же разрушают накипь. Некоторые из них аллергичны, не так дешевы, качество и цена не соответствуют друг другу. Не все средства в одинаковой степени рекламируют в средствах массовой информации. Продолжающаяся агрессивная реклама в СМИ калгона, калгонита и других средств, умягчающих воду, заставляют вновь поднимать вопросы: что это, почём и не будет ли хуже. Проблема образования накипи знакома большинству населения, но не каждый знает, что именно собой представляет накипь и почему она так пагубно влияет на нагревательный элемент стиральной машины.

Цель: сравнить и выявить эффективность химических средств, применяемых обычно в быту для устранения накипи.

· Изучить литературу по теме;

· Провести химический эксперимент по выявлению эффективности средства в устранении накипи.

· Определить химическую сущность процесса разрушения накипи;

Гипотеза: Существуют средства для удаления накипи, которыми мы пользуемся в домашних условиях, но эффективность этих средств различна.

Объект исследования: накипь, полученная со стенок электрического водонагревательного бака.

Предмет исследования: Разрушение накипи под действием средств: лимонной кислоты, уксуса (9%), картофельный сок, жидкость Антинакипин (, «Антинакипь» (, г. Ступино), сода питьевая, щавелевая кислота, газированный напиток Sprite.

Методы: работа с литературными источниками информации, эксперимент, наблюдение анализ и обобщение полученных результатов.

В природе чистая вода не встречается, так как, взаимодействуя с минералами, она частично растворяет их. Поэтому в воде всегда присутствуют различные соли, которыми придают ей неповторимый вкус. Самая чистая в природе — дождевая вода, но и она содержит незначительные количества различных примесей, захваченных из воздуха. Достаточно чиста и родниковая вода: ведь она фильтруется, проходя через различные породы. В воде очень часто встречаются катионы кальция и магния, потому что эти элементы одни из самых распространенных в земной коре.

Накипь – это 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.[5] По химическому составу преимущественно встречается накипь: карбонатная (углекислые соли кальция и магния — CaCO3, MgCO3), сульфатная (CaSO4) и силикатная (кремнекислые соединения кальция, магния, железа, алюминия). Теплопроводность накипи в десятки, а зачастую в сотни раз меньше теплопроводности стали, из которой изготовляют теплообменники. Поэтому даже тончайший слой накипи создаёт большое термическое сопротивление и может привести к такому перегреву труб паровых котлов и пароперегревателей, что в них образуются отдулины и свищи, часто вызывающие разрыв труб. Образование накипи предупреждают химической обработкой воды, поступающей в котлы и теплообменники. Удаляют накипь механическим и химическим способами. Пример накипи — твёрдые отложения внутри чайников, самоваров.[7]

Состав накипи отражает так называемую временную (карбонатную) жесткость воды, которая отличается от ее исходного состава. Накипь, часто окрашенная, на стенках чайника содержит, соединения Са, Мg, Fе и образуется при разложении растворимых гидрокарбонатов; кальций и магний осаждаются в виде карбонатов, а железо в результате реакций гидролиза и окисления образует гидроксиды. В зависимости от содержания в воде ионов железа, вода может быть от светложелтого до бурого цвета. В кипяченой воде остаются такие соли, как СаСl2, МgCl2 и т. П [2]

Отложения по химическому составу классифицируют на четыре группы:

щелочноземельные; сложные силикатные; железные; медные.

В первую группу входят карбонатные, сульфатные, силикатные, фосфатные накипи с преобладанием до 90% по массе CaCО3, CaSО4, CaSiO3, 5CaO ⋅ 5SiO2 ⋅ H2O, Ca3(PO4)2, Mg(OH)2.

Карбонатная накипь – CaCО3 откладывается обычно в форме плотных кристаллических отложений на тех поверхностях нагрева или охлаждения, где отсутствует кипение воды, а среда – нещелочная (водяные экономайзеры, конденсаторы турбин, водоподогреватели, питательные трубопроводы, тепловые сети). В условиях кипения щелочной воды CaCО3 выпадает в виде шлама.[8]

Сульфатная накипь CaSО4 – характеризуется высокой твердостью и большой плотностью.

Силикатная накипь CaSiO3 – образует твердую, прочную накипь.

Во вторую группу входят сложные силикатные накипи, имеющие разнообразный минералогический состав – обусловлено способностью кремниевой кислоты образовывать накипи не только с катионами кальция и магния, но и с катионами алюминия, железа, натрия и др. В химическом составе накипей второй группы содержится: 40–50% кремниевой кислоты; 25–30% оксидов железа, меди, алюминия; 5–10% оксида натрия; 1–3% щелочноземельных металлов (% по массе). Накипи второй группы характеризуются разнообразием структур – от пористых и комковых отложений до твердых и плотных образований, ровным слоем покрывающих металлическую поверхность.

В третью группу входят: железофосфатные накипи – NaFePO4, Fe3(PO4)2; железоокисные накипи, состоящие в основном из окислов железа Fe3O4 70–90% и 5–8% Cu (по массе).

Железофосфатные накипи образуются при повышении содержания фосфатов и железа в котловой воде и при низкой щелочности воды. Эти накипи откладываются на внутренних поверхностях парообразующих труб. Железофосфатные накипи характеризуются как рыхлые накипи.

Железокислые накипи образуются в зонах, характеризующихся высокими тепловыми нагрузками. Эти накипи откладываются на поверхности труб сплошным слоем, либо отдельными чешуйками, сцементированными друг с другом.

Четвертая группа – медная накипь. Содержит 70–90% металлической меди – Cu. Медная накипь образуется при повышении содержаний соединений меди в питательной воде на участках парогенерирующих труб с высокой тепловой нагрузкой ≥ 840 тыс кдж/м2ч, а также в местах глубокого упаривания котловой воды. Эта накипь откладывается в виде слоистых образований. Верхний слой, омываемой котловой водой, содержит наибольшее количество металлической меди (70–90% по массе), последующие слои по мере приближения к поверхности содержат все меньшее количество меди (10–25%) при одновременном возрастании окислов железа, кремниевой кислоты, фосфатов кальция и других компонентов.[8]

2. СПОСОБЫ БОРЬБЫ С НАКИПЬЮ

Образование накипи предупреждают химической обработкой воды, поступающей в котлы и теплообменники. Сущность метода химической очистки заключается в том, что при контакте кислоты с карбонатом кальция, мы имеем химическую реакцию, в результате которой трудно растворимый карбонат кальция разлагается на составляющие, которые не образуют накипь.

Поиск способов очистки показал, что наиболее эффективной является химическая очистка. Поэтому становится актуальным поиск создания химического раствора для промывки теплоэнергетического оборудования. [9]

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.

Дёшево. Может не только не допустить образование накипи, но и удалить ту, которая была.

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.

Физические способы удаления накипи: механический и ультразвуковой.

Ультразвуковая технология выделяется в этом ряду тем, что обеспечивает одновременное воздействие на образование накипи несколькими различными механизмами. Так, при озвучивании воды ультразвуком достаточной интенсивности происходит разрушение, раскалывание образующихся в нагреваемой воде кристаллов солей жесткости. В результате значительная часть кристаллов не достигает размеров, требуемых для осаждения, и процесс формирования накипи на теплообменной поверхности замедляется.

Следующим механизмом воздействия ультразвуковой технологии на образование накипи служит отталкивание от теплообменной поверхности кристаллов солей и замедление их осаждение.

Изгибные колебания теплообменной поверхности разрушают так же уже сформированный слой накипи. Это разрушение сопровождается отслоением и откалыванием кусочков накипи. При значительной толщине слоя образованной ранее накипи относительно диаметра водопроводящих каналов существует опасность их засорения и закупорки. Поэтому одним из основных требований успешного применения ультразвуковой технологии является предварительная очистка теплообменных поверхностей от сформированного до установки ультразвуковых устройств слоя накипных отложений.

То есть, наблюдаются два эффекта от ультразвуковой обработки воды:

препятствование образованию накипи и разрушение уже сформированного слоя накипи.

Схожее действие наблюдается и при воздействии магнитные преобразователи воды. Вода проходит через магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами. Вызванный специальным расположением магнитов резонанс приводит частицы воды к тесному взаимодействию с частицами примесей. При этом не происходит образования труднорастворимых карбонатов кальция и магния на поверхности нагревательного элемента.

Вредные вещества остаются в толще воды и выносятся вместе с ней в дренаж. Более того, ионы кальция из уже выпавшей накипи начинают отрываться и присоединяться к образованному веществу. Со временем старая накипь разрыхляется и полностью вымывается с поверхности нагревательных элементов.

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.

Интенсивность образования накипи на нагревательном элементе напрямую зависит от степени нагрева воды, т. е. чем выше температура воды, тем больше образуется накипи на тэне. Этот факт учитывают производители стиральных машин, создавая новые программы стирки, при которых загрязнения очищаются в слегка подогретой воде (40-50градусов). Эти разработки вводятся и успешно используются не только для борьбы с накипью, но и с целью энергосбережения.

Долговечность нагревательного элемента во многом зависит и от нагрузки, которой подвергается аппарат. [9]

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 при этом почти не меняется (меняется потребляемая мощность и время нагрева).

Теплопроводность накипи в десятки, а зачастую и в сотни раз, меньше теплопроводности стали, из которой изготавливают теплообменники. Поэтому даже тончайший слой накипи создаёт большое термическое сопротивление и может привести к такому перегреву труб паровых котлов и пароперегревателей, что в них образуются свищи, часто вызывающие разрыв труб.[1]

Самая главная опасность накипи кроется в том, что она является вредной, и даже опасной для нашего здоровья. В водопроводной воде обнаружено повышенное содержание солей жёсткости. Что не может не повлиять на здоровье человека. Мы часто слышим о том, что большой процент людей ложиться в больницу, а некоторые и умирают по причине большого содержания камней в почках. Но далеко не каждый из нас догадывается о том, что большое содержание солей в водопроводной воде и её постоянное применение, как в обычном виде, так и во время приготовления блюд, постоянно подвергают организм тяжёлым стрессам. По причине того, что современный ритм жизни всё чаще и чаще предъявляет повышенные требования, то иммунная система не всегда может полноценно исполнять свои функции. [6]

Попадая в организм, накипь скапливается в почках, где начинают образовываться камни. Несмотря на то, что данное предположение не подтверждено учеными, тем не менее, стоит принять его во внимание. Тем более что врачи советуют пить очищенную воду. Поэтому, прежде чем кипятить воду, очистите ее от излишних солей. Поможет Вам проточный фильтр или фильтр-кувшин. Только после этой процедуры жидкость можно кипятить. [6]

Реактивы: дистиллированная вода, лимонная кислота, щавелевая кислота, газированный напиток «спрайт», картофельный сок, питьевая сода, средство «Антинакипь», средство «Антинакипин», уксусная кислота (9%).

Оборудование: пробирки, электрическая плитка, мерная ложка;

Ход работы: Подготовили растворы согласно инструкции:

В девять пробирок засыпаем собранную и измельченную накипь 1 глазную лопаточку с водонагревательного ТЭНа.

Мы выбрали 5 способов широко представленные в средствах массовой информации и для сравнения взяли два средства промышленного производства. В девятой пробирке накипь залита дистиллированной водой (контроль)

В пробирку №1 заливаем «Антинакипь» по инструкции. В пробирку №5

В пробирку №2 заливаем раствор лимонной кислоты, приготовленный по следующему методу: На 1 литр горячей воды добавляем 1 пакетик (50грамм) лимонной кислоты. Дать постоять 2 часа.

В пробирку №3. К накипи приливаем воды и столового уксуса в объеме 2:1 соответственно.

В пробирку №4 Заливаем накипь напитком «Спрайт», 5-6 мл. Этот газированный напиток, не имеет красителей и содержит слабые кислоты.

В пробирке №5 На 1 литр воды и добавить 2, 5 мл средства по инструкции, ждать 1,5-2 часа.

Картофелину натерли на терке и профильтровали отжатый сок через фильтровальную бумагу. Полученную жидкость добавили в пробирку №6 к содержащейся в ней накипи.

В пробирку №7 залили раствор, приготовленный из расчета 1 литр кипятка (вода дистиллированная) и 3 ст. л. соды питьевой (NaHCO3). Когда вода остынет, примерно через полчаса снова вскипятить воду. Потом эту воду вылить, и залить горячую воду с добавленной в нее уксусной эссенцией (1-2 ч. л.). Дать постоять 2 часа.

В пробирку №8 заливаем раствор щавелевой кислоты, приготовленный по следующему методу: На 1 литр горячей воды добавляем 1 ст. л. щавелевой кислоты.

Дать постоять 2 часа.

В пробирке №9 (контроль) накипь залита дистиллированной водой.

Взятая нами накипь, содержащаяся водонагревательном ТЭНе (Приложение 1. Рис.1 и рис.2), имеет цвет от белого до грязно-оранжевого, что связано с присутствием в составе накипи ржавчины. Очевидно, что помимо образования накипи в ТЭНе, протекали и коррозионные процессы.

В ходе эксперимента можно отметить, что начинает активно идти химическая реакция, (в виде выделения пузырьков газа), в пробирках где к накипи добавляли уксус, уксус и соду, средство «Антинакипь»; по общему уравнению, которое можно представить в виде следующей схемы: HR + CaCO3 → CaR (растворимая соль) + CO2↑+H2O

HR + MgCO3 → MgR (растворимая соль) + CO2↑+H2O;

Значительно медленнее протекает реакция с лимонной и щавелевой кислотой;

Практически не происходила реакция в растворе с картофельным соком; В растворе газированного напитка спрайт можно увидеть активное выделение газа, но это возможно распад, содержащейся в напитке угольной кислоты, выражается уравнением реакции: Н2СО3 →Н2О + СО2↑. Однако, со временем мы визуально отмечаем уменьшение количества накипи;

Количественно определить остаток накипи нельзя в условиях нашей лаборатории, т. к. масса очень мала и нет возможности достоверно точно определить массу остатка, через 2 ч. эксперимента. Следует отметить, что взятая нами накипь была довольно застарелой, что существенно снижает скорость ее разрушения. В источниках литературы упоминается, что при возникновении накипи необходимо сразу её удалять, в запущенных случаях ее устранение усложняется. Количество остатка накипи спустя 2 ч. отфильтровали и высушили, визуально сравнивая с контрольным опытом. Подробнее с результатом можно ознакомиться в Приложении 1 Рис3. Количество выраженно в процентах относительно контроля количество, которого взято за 100%.

Для сравнения провели воздействия Антинакипь (, г. Ступино, Россия) при комнатной температуре(+180С) и при кипячении (+1000С). Пробирка, которая кипятилась, через 15 минут от накипи остались лишь следы.

Все методы относятся к химическим способам, физические методы, такие как абразивная чистка) не применялись, в связи с заявленной темой и целью работы.

Исходя из полученных результатов, можно сделать следующие выводы:

1. Лучшим средством по удалению накипи является уксусная кислота, а также средство Антинакипь (, г. Ступино);

2. Недостатком уксусной кислоты является неприятный запах, после ее применения, необходимо для его устранения еще раз промыть, залить водой и прокипятить до исчезновения запаха;

3. На втором месте по результативности уксус, средство «Антинакипин» ();

4. По своей природе все средства являются кислотами или содержат в составе кислоты, то химическую сущность всех средств можно выразить в виде общей формулы: HR + CaCO3 → CaR (растворимая соль) + CO2↑+H2O

5. Нагревание увеличивает скорость разрушения накипи;

Накипь проявляется не только в виде плавающего осадка на поверхности чая или кофе. Главным образом мы можем её обнаружить на стенках чайника, либо же на нагревательных элементах (спирали). Такие образования оказывают негативное влияние сразу по двум пунктам. Во-первых – страдает сам материал, из которых изготовлены бытовые приборы, либо нагревательные элементы. Агрессивные свойства солей оказывают разрушающее действие. Вследствие этого, происходит постепенная деформация поверхностей, что в конечном итоге приводит к их полному выходу из строя. Второе негативное влияние накипи на электрочайники заключается в том, что накипь создаёт определённый слой между водой и нагревательным элементом. Этот слой замедляет нагрев воды. Чем он толще, тем больше времени необходимо для кипячения воды в чайнике. Моя гипотеза, выдвинутая вначале работы подтвердилась, нашлось очень много способов для удаления накипи, но к сожалению не все они достаточно эффективны и порой не всегда оправдано их частое применение.

Исходя из выводов эксперимента, можно дать следующие рекомендации обывателю:

· Для электрических чайников желательно, после нескольких раз кипячения воды, просто притирать мягкой тряпочкой нагревательный элемент и стенки. Это профилактическая мера, которая избавит вас от необходимости применять другие средства.

· не рекомендуется использовать механические способы очистки чайника от накипи. Можно повредить нагревательный элемент или стенки чайника, и он выйдет из строя. Наиболее эффективны химические способы очистки чайника.

· Слишком частое применение «Химических» способов может негативно сказаться на резиновых прокладках в приборе и разрушать некоторые металлы в составе электроприбора;

· Для стиральных машин не рекомендуется частая стирка при высоких температурах;

· В стиральную машину добавляют различные смягчители воды, которые приведут снижению ее жесткости и как следствие, уменьшение образования накипи.

1. Вода, которую мы пьем. Качество питьевой воды и ее очистка с помощью бытовых фильтров. СПб.: «Невский проспект», 2002, 192 с.

2. Габриелян химии 9 класс М.: ДРОФА, 2010г.

3. Я познаю мир. Химия. М.: АСТ, 2007г.

4. Спенглер о воде. М.: Гидрометеоиздат, 1980,

5. Химический энциклопедический словарь М. Советская энциклопедия, 1983г., 792с.

6. Шорыгина о воде в природе: Методические рекомендации М.:ТЦ Сфера, 2010г, 96с.

7. http:///o-vode-nakip-v-vode. xhtml

9. http://xn--80adicssrjfil7h. xn--p1ai/nakip-prichiny-i-sposoby-ustraneniya

10. http:///stati/moy-dom/nakip-kak-ochistit-chaynik-utyug-stiralnuyu-mashinu-i-druguyu-tehniku-ot-nakipi-sredstva-ot-nakipi. html

Фото из личного архива;

Приложение 1

Рис. 1 ТЭН от водонагревателя, с которого Рис. 2 Вся накипь, снятая с

снималась накипь; водонагревательного ТЭНа

Рис. 3 Средства используемые нами как антинакипины

Рис.4. Диаграмма, изменения количества накипи, после воздействия средств от накипи;

Рис.5 Электрический чайник до обработки антинакипином (лимонная кислота)

Рис.6 Электрический чайник после обработки антинакипином (лимонная кислота)

📸 Видео

Накипь в чайнике? Как почистить чайник от накипи лимонной кислотой | советы от Ирины Белой #shortsСкачать

Как легко удалить накип с чайникаСкачать

Самый быстрый, безопасный и недорогой способ как очистить чайник от накипи. #накипь #известьСкачать

Очищаем Чайник до БлескаСкачать

Как очистить чайник от НАКИПИСкачать

Накипь от воды: это плохо или нет? Чем убрать накипь в чайнике? Мнение эксперта.Скачать