Vandens kietumas

Šioje temoje nagrinėjamos vandens cheminės reakcijos su oksidais, hidridais, organiniais junginiais, bei kristalohidratų susidarymas. Taip pat aptariamas vandens kietumas, jo rūšys (karbonatinis, nekarbonatinis, bendrasis), matavimo vienetai, klasifikacija ir karbonatinio kietumo šalinimas virinant.

Vandens cheminės reakcijos
Vanduo yra chemiškai aktyvi medžiaga. Jis reaguoja su metalų oksidais (baziniais), sudarydamas bazes (pvz., $$CaO + H_2O ightarrow Ca(OH)_2$$), ir su nemetalų oksidais (rūgštiniais), sudarydamas rūgštis (pvz., $$SO_3 + H_2O ightarrow H_2SO_4$$). Reakcijose su aktyviųjų metalų hidridais išsiskiria vandenilis ir susidaro šarmas (pvz., $$KH + H_2O ightarrow KOH + H_2$$). Vanduo taip pat gali sudaryti kristalohidratus, prisijungdamas prie druskų (pvz., $$CuSO_4 + 5H_2O ightarrow CuSO_4 ullet 5H_2O$$). Organinėje chemijoje vanduo dalyvauja hidratacijos reakcijose, pvz., eteno pavertimas etanoliu ($$CH_2=CH_2 + H_2O ightarrow CH_3CH_2OH$$) ar etino pavertimas etanaliu ($$CH ullet CH + H_2O ightarrow CH_3CHO$$).
Vandens cheminės reakcijos
Vanduo dalyvauja įvairiose cheminėse reakcijose. Reaguodamas su baziniais oksidais sudaro bazes (hidroksidus), pvz., $$CaO(k) + H_2O(s) ightarrow Ca(OH)_2(aq)$$. Su rūgštiniais oksidais sudaro rūgštis, pvz., $$SO_3(d) + H_2O(s) ightarrow H_2SO_4(aq)$$. Vanduo taip pat reaguoja su aktyviųjų metalų hidridais, sudarydamas šarmą ir vandenilio dujas: $$KH(k) + H_2O(s) ightarrow KOH(aq) + H_2(d)$$. Vanduo gali prisijungti prie bevandenių druskų, sudarydamas kristalohidratus: $$CuSO_4(k) + 5H_2O(s) ightarrow CuSO_4 imes 5H_2O(k)$$. Be to, vanduo dalyvauja nesočiųjų organinių junginių hidratacijos reakcijose, pvz., eteno hidratacija sudaro etanolį: $$CH_2=CH_2(d) + H_2O(s) ightarrow CH_3CH_2OH(s)$$, o etino hidratacija sudaro etanalį: $$CH imes CH(d) + H_2O(s) ightarrow CH_3CHO(s)$$.
Vandens kietumas
Vandens kietumą lemia ištirpusių kalcio (\(Ca\)) ir magnio (\(Mg\)) druskų kiekis. Skiriamos trys vandens kietumo rūšys: karbonatinis (laikinasis), kurį sukelia hidrokarbonatai; nekarbonatinis (pastovusis), kurį sukelia sulfatai ir chloridai; ir bendrasis, kuris apibūdina bendrą ištirpusių \(Ca\) ir \(Mg\) druskų kiekį. Vandens kietumas matuojamas milimoliais litre (\(mmol/l\)), nurodant \(Ca^{2+}\) ir \(Mg^{2+}\) jonų (arba jų druskų) koncentraciją. Vanduo klasifikuojamas kaip labai minkštas (\(\le 0,75 \ mmol/l\)), minkštas (\(0,75 - 1,5 \ mmol/l\)), vidutinis (\(1,5 - 2,7 \ mmol/l\)), kietas (\(2,7 - 5,35 \ mmol/l\)) ir labai kietas (\(> 5,35 \ mmol/l\)). Lietaus vanduo yra minkščiausias, o jūrų ir vandenynų vanduo – kiečiausias.
Vandens kietumas
Vandens kietumas yra savybė, kurią lemia jame ištirpusios kalcio (\(Ca^{2+}\)) ir magnio (\(Mg^{2+}\)) druskos. Skiriamos dvi pagrindinės kietumo rūšys: karbonatinis (laikinasis) kietumas, kurį sukelia kalcio ir magnio hidrokarbonatai (\(HCO_3^-\) druskos), ir nekarbonatinis (pastovusis) kietumas, kurį sukelia šių metalų stipriųjų rūgščių druskos (daugiausia chloridai \(Cl^-\) ir sulfatai \(SO_4^{2-}\)). Bendrasis kietumas yra laikinojo ir pastoviojo kietumo suma. Vandens kietumas paprastai matuojamas milimoliais litre (mmol/l), nurodant bendrą \(Ca^{2+}\) ir \(Mg^{2+}\) jonų koncentraciją.
Vandens kietumas ir jo šalinimas
Vandens kietumas yra savybė, kurią lemia ištirpusios kalcio (\(Ca^{2+}\)) ir magnio (\(Mg^{2+}\)) druskos. Skiriamas karbonatinis (laikinasis) kietumas, kurį sukelia hidrokarbonatai (\(Ca(HCO_3)_2\), \(Mg(HCO_3)_2\)), ir nekarbonatinis (pastovusis) kietumas, kurį sukelia chloridai bei sulfatai (\(CaCl_2\), \(MgCl_2\), \(CaSO_4\), \(MgSO_4\)). Bendrasis kietumas yra šių dviejų kietumo rūšių suma. Kietumas matuojamas \(Ca^{2+}\) ir \(Mg^{2+}\) jonų koncentracija (mmol/l). Laikinąjį kietumą galima pašalinti virinant vandenį – kaitinami hidrokarbonatai skyla, sudarydami netirpius karbonatus (nuoviras), pvz., $$Ca(HCO_3)_2(aq) ightarrow CaCO_3(k) + CO_2(d) + H_2O(s)$$. Virinimas nepašalina pastoviojo kietumo.
Vandens reakcijos
Vanduo dalyvauja įvairiose cheminėse reakcijose. Jis reaguoja su baziniais ir rūgštiniais oksidais, pavyzdžiui, kalcio oksidas (\(CaO\)) su vandeniu sudaro kalcio hidroksidą, o sieros trioksidas (\(SO_3\)) – sieros rūgštį. Vanduo taip pat reaguoja su joniniais metalų hidridais, pavyzdžiui, kalio hidridas (\(KH\)) su vandeniu sudaro kalio hidroksidą ir vandenilio dujas. Be to, vanduo dalyvauja kristalohidratų susidaryme, pavyzdžiui, bevandenis vario sulfatas (\(CuSO_4\)) su vandeniu sudaro vario sulfato pentahidratą. Vanduo taip pat dalyvauja nesočiųjų organinių junginių hidratacijos reakcijose, pavyzdžiui, etenas su vandeniu (rūgšties katalizės sąlygomis) sudaro etanolį, o etinas su vandeniu sudaro etanalį.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com