Tác hại của nước cứng, cách làm mềm nước cứng

Tác hại của nước cứng, cách làm mềm nước cứng được VnDoc biên soạn là tài liệu bổ ích phần bài học nước cứng trong chương trình hóa học 12. Ở tài liệu này sẽ giúp các bạn hiểu nước cứng là gì? phân loại, tác hại của nước cứng cũng như các làm mềm nước cứng như thế nào.... Mời các bạn tham khảo.

1. Nước cứng là gì?

Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca²⁺, Mg²⁺. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

2. Phân loại nước cứng

Căn cứ vào thành phần các anion gốc axit có trong nước cứng, người ta chia nước cứng ra 3 loại:

2.1. Nước cứng tạm thời

là nước cứng chứa các muối Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂ 

Ca(HCO₃)₂ → Ca²⁺ + 2HCO₃^–

Gọi là tạm thời vì độ cứng sẽ mất đi khi đun sôi:

M(HCO₃)₂ \(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) MCO₃ + CO₂ + H₂O

2.2. Nước cứng vĩnh cửu

Tính cứng vĩnh cửu của nước là do các muối CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄ gây ra,gọi là vĩnh cữu vì khi đun nóng muối đó sẽ không phân hủy:

2.3. Nước có tính cứng toàn phần

Là nước có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

Nước tự nhiên thường có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu.

3. Tác hại của nước cứng

3.1. Về mặt đời sống thường ngày

Giặt áo quần bằng xà phòng (natri stearat C₁₇H₃₅COONa) trong nước cứng sẽ tạo ra muối không tan là canxi stearat (C₁₇H₃₅COO)₂Ca, chất này bán trên vải sợi, làm cho quần áo mau mục nát.

2C₁₇H₃₅COONa + MCl₂ →(C₁₇H₃₅COO)₂M↓ +2NaCl

• Nước cứng làm cho xà phòng có ít bọt, giảm khả năng tẩy rửa.
• Nếu dùng nước cứng để nấu thức ăn, sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị do phản ứng của các ion và các chất trong thực phẩm.

Ống dẫn nước cứng, nồi hơi sử dụng nước cứng lâu ngày sẽ bị đóng cặn (thành phần chính là CaCO3 và MgCO3). Lớp cặn này làm giảm lưu lượng nước trong ống dẫn, làm hỏng thiết bị, làm tiêu hao thêm nhiên liệu khi đun nóng nồi hơi, thậm chí có thể gây nổ nồi hơi.

3.2. Về mặt sản xuất công nghiệp

Khi đun nóng,ở đáy nồi hay ống dẫn nước nóng sẽ gây ra lớp cặn đá kém dẫn nhiệt làm hao tổn chất đốt ,gây nổ nồi hơi và tắt nghẽn ống dẫn nước nóng (không an toàn)..

• Làm hỏng nhiều dung dịch cần pha chế.

Vì vậy, việc làm mềm nước cứng trước khi dùng có ý nghĩa rất quan trọng.

4. Cách làm mềm nước cứng

Nguyên tắc làm mềm nước cứng là giảm nồng độ các cation Ca²⁺, Mg²⁺ trong nước cứng.

4.1. Phương pháp kết tủa

Đối với nước có tính cứng tạm thời

• Đun sôi nước có tính cứng tạm thời trước khi dùng, muối hiđrocacbonat chuyển thành muối cacbonat không tan:

Ca(HCO₃)₂ \(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ \(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) MgCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

→ Lọc bỏ kết tủa được nước mềm.

• Dùng một khối lượng vừa đủ dung dịch Ca(OH)₂, Na₂CO₃ để trung hòa muối hiđrocacbonat thành muối cacbonat kết tủa. Lọc bỏ chất không tan, được nước mềm:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ ↓+ 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O

M(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ → MCO₃↓ + 2NaHCO₃

Đối với nước có tính cứng vĩnh cửu:

Dùng dung dịch Na₂CO₃, Ca(OH)₂ và dung dịch Na₃PO₄ để làm mềm nước cứng:

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

3Ca²⁺ + 2PO₄^3- → Ca₃(PO₄)₂↓

Mg²⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2OH^– → Mg(OH)₂↓ + CaCO₃↓

4.2. Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được dùng phổ biến để làm mềm nước. Phương pháp này dựa trên khả năng trao đổi ion của các hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, có trong tự nhiên hoặc được tổng hợp, trong tinh thể có chứa những lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa trao đổi ion.

Thí dụ:

Cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit thì số mol ion Na⁺ của zeolit rời khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhường chỗ cho các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ bị giữ lại trong mạng tinh thể silicat.

5. Câu hỏi trắc nghiệm bài tập liên quan 

Câu 1. Hóa chất nào sau đây có thể làm mềm các loại nước cứng?

A. NaOH.

B. Na₂CO₃.

C. NaCl.

D. NaNO₃.

Câu 2. Một cốc nước có chứa các ion: Na⁺ (0,02 mol), Mg²⁺ (0,02 mol), Ca²⁺ (0,04 mol), Cl^- (0,02 mol), HCO₃- (0,10 mol) và SO₄^2- (0,01 mol). Đun sôi cốc nước trên cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì nước trong cốc:

A. có tính cứng toàn phần

B. có tính cứng vĩnh cửu

C. là nước mềm

D. có tính cứng tạm thời.

Câu 3. Chất nào sau đây được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu?

A. Na₂CO₃ và Na₃PO₄

B. Na₂SO₄ và Na₃PO₄.

C. HCl và Na₂CO₃.

D. HCl và Ca(OH)₂.

Câu 4. Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol Na+; 0,02 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,05 mol HCO₃^- và 0,02 mol Cl-. Nước trong cốc là:

A. Nước mềm

B. Nước cứng tạm thời

C. Nước cứng vĩnh cửu

D. Nước cứng toàn phần

Câu 5. Có các chất sau: NaCl, Ca(OH)₂, Na₂CO₃, HCl. Cặp chất nào có thể làm mềm nước cứng tạm thời :

A. NaCl và Ca(OH)₂

B. Ca(OH)₂ và Na₂CO₃

C. Na₂CO₃ và HCl

D. NaCl và HCl

Câu 6. Ðể làm mềm nước cứng vĩnh cửu ta có thể dùng:

A. HCl

B. K₂CO₃

C. CaCO₃

D. NaCl

Câu 7. Phát biểu nào sai khi nói về nước cứng:

A. Nước cứng là nước có nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺

B. Nước cứng tạm thời là nước cứng có chứa ion HCO₃^-

C. Nước cứng vĩnh cữu là nước cứng có chứa ion CO₃^2- và Cl^-

D. Nước mềm là nước có chứa ít ion Ca²⁺ và Mg²⁺

Câu 8. Nước cứng không gây ra tác hại nào dưới đây?

A. Gây hao tốn nhiên liệu và không an toàn cho các nồi hơi, làm tắc các đường ống dẫn nước

B. Làm hư hại quần áo.

C. Làm hỏng các dung dịch pha chế. Làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị thực phẩm.

D. Làm mất tính tẩy rửa của chất giặt rửa tổng hợp.

Câu 9. Tác hại nào sau đây do nước cứng gây ra?

A. Gây ngộ độc cho người và gia súc khi uống.

B. Làm giảm mùi vị thức ăn khi nấu.

C. Làm kết tủa chất béo trong tế bào sống.

D. Ăn mòn bê tông trong các công trình ngầm.

Câu 10. Chất làm mềm nước có tính cứng toàn phần là

A. Na₂CO₃.

B. NaCl.

C. HCl.

D. CaCO₃.

>> Mời các bạn tham khảo một số tài liệu liên quan

• Hai chất được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu là
• Một loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng
• Nước cứng không gây ra tác hại nào dưới đây
• Chất làm mềm nước có tính cứng toàn phần là
• Tác hại của nước cứng, cách làm mềm nước cứng
• Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion