Презентация по химии: "Жесткость воды и способы её устранения"

Тема урока:

«Жесткость воды

и способы ее устранения»

Цели и задачи:

а) образовательные: систематизировать и углубить знания учащихся о соединениях кальция и магния, дать понятие о видах жесткости воды, об ионном механизме ее образования и устранения, проконтролировать усвоение знаний об s – элементах и их соединениях;

б) развивающие: развивать логическое мышление, познавательный интерес учащихся;

в) воспитательные: вовлечь в активную практическую деятельность;

План урока

• Организационный момент.
• Проверка домашнего задания
• Объяснение нового материала
• Закрепление нового материала
• Подведение итогов
• Задание на дом

Проверка знаний и умений по пройденному материалу

1 . Дать общую характеристику металлам

I группы главной подгруппы

2. Охарактеризуйте натрий и калий (положение в ПС, строение атомов, ФС, ХС, нахождение в природе, получение, применение, способы распознавания)

3. Рассказать об основных соединениях натрия и калия

4 . Дать общую характеристику металлам II группы главной подгруппы

5. Дать сравнительную характеристику магния и кальция (положение в ПС, строение атомов, ФС, ХС, нахождение в природе, получение, применение, способы распознавания)

6. Охарактеризуйте соединения кальция и магния. Их роль в природе.

Осуществите следующие превращения:

• Na→NaOH→Na 2 CO 3 →NaCl→Na
• Mg→MgO→MgSO 4 →Mg(OH) 2 →Mg(NO 3 ) 2

Тема урока: «Жесткость воды и способы ее устранения»

Насколько «жестка» жесткая вода?

Вода, содержащая ионы кальция и магния, называется жёсткой . Накипь на стенках нагревательных котлов, отложения солей на бытовой технике, и т.д. - все это показатели жесткой воды. Жесткая вода мало пригодна для стирки. Накипь на нагревателях стиральных машин выводит их из строя, катионы Ca2+ и Mg2+ реагируют с жирными кислотами мыла, образуя малорастворимые соли, которые создают пленки и осадки, в итоге снижая качество стирки. В настоящее время известна взаимосвязь жесткости воды и образования камней в почках. При большом содержании ионов магния, вода горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие на кишечник. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость. Карбонатная жесткость вызвана присутствием растворенных гидрокарбонатов кальция Ca(HCO3)2 и магния Mg(HCO3)2.

При кипячении гидрокарбонаты разрушаются с образованием осадков малорастворимых карбонатов CaCO3, жесткость уменьшается, поэтому карбонатную жесткость называют временной. При кипячении ионы Mg2+ и Ca2+ осаждаются в виде карбонатов. Жесткость, сохраняющаяся после кипячения воды, называется постоянной или некарбонатной. Она обусловлена растворенными в воде кальциевыми и магниевыми солями сильных кислот (сульфатами и хлоридами).

Жесткость воды

Временная (карбонатная)

Постоянная (некарбонатная)

Общая

Са 2+ , Mg 2+

Са 2+ , Mg 2+

HCO 3 -

Cl - , NO 3 - , SO 4 2 -

Са 2+ , Mg 2+

Cl - , NO 3 - , SO 4 2-

HCO 3 -

Умягчение воды – процесс снижения жесткости воды, т.е. уменьшение концентрации ионов кальция и магния. Жесткая вода негативно сказывается на здоровье человека, на работе сантехнического и котельного оборудования. Поэтому, чтобы не испортить оборудование, требуется умягчение воды.

Способы устранения жесткости воды

• Временная (карбонатная) устраняется:

• кипячением:

Ca(HCO 3 ) 2 = t =˃ CaCO 3 ↓+CO 2 ↑+H 2 O

• добавлением известкового молока:

Ca(HCO 3 ) 2 +Ca(OH) 2 =2 CaCO 3 ↓+2H 2 O

• добавлением соды:

Mg(HCO 3 ) 2 +Na 2 CO 3 =MgCO 3 ↓+2NaHCO 3

• Постоянная (некарбонатная) устраняется:

• добавлением соды:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl

• с помощью ионообменных фильтров

ионы кальция и магния заменяют на

ионы натрия и калия

3) с помощью бытовых фильтров (отфильтрованная вода дает меньше

накипи, что важно при использовании электрочайников)

• Общая жесткость устраняется:

• добавлением ортофосфата натрия:

3MgSO 4 + 2Na 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4 ) 2 ↓ + 3Na 2 SO 4

Полностью очистить воду от солей можно методом перегонки (дистилляцией)

Влияние жесткости воды на здоровье человека

Повышенная жесткость воды негативно сказывается на здоровье человека при умывании. Соли жесткости взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. Разрушается естественная жировая пленка кожного и волосяного покрова человека, забиваются поры, появляется сухость, шелушение, перхоть. Признак повышенной жесткости воды – скрип чисто вымытой кожи и волос. Чувство повышенной мылкости, признак того, что защитная пленка на коже невредима, и жесткость воды небольшая. Поэтому косметологи советуют умываться дождевой или талой водой. С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения. Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены, она после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже , на волосах.

Отрицательное влияние жесткой воды на организм человека

• Снижение моторики желудка ;
• Заболевание суставов (артриты и полиартриты);
• Заболевание сердечно-сосудистой системы;
• Образование камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

Отрицательное влияние мягкой воды на организм человека

• Вымывает кальций из костей;
• Ломкость костей у взрослого человека;
• Риск развития рахита у детей;
• Вымывает минеральные вещества и полезные бактерии.

Вред, наносимый жесткой водой технике и предметам быта

• Кроме плохого вспенивания мыльных средств, из-за контакта жесткой воды с ними  образуются разводы и твердый налет  на сантехнике и поверхности посуды, так как выпадает солевой осадок. Такой налет тяжело отмывается с посуды, а так же негативно влияет на сантехнику, постепенно разрушая ее поверхности.
• В процессе нагревания воды в электроприборах соли кристаллизуются и  выпадают

в виде накипи . Именно накипь является основной причиной быстрой поломки водонагревательных приборов.

• Жесткая вода оставляет  пятна, разводы и грязные налеты  на свежевыстиранных вещах, цвет тускнеет, рисунки становятся серыми. От них избавиться очень сложно и это, требует повышенных затрат моющих средств. Ткань, постиранная в жесткой воде, становится грубой и неэластичной, потому что соли забивают в ней все свободное пространство. Уменьшается прочность одежды и белья.

В последнее время появилось множество смягчителей воды, защищающих стиральные машины от накипи. Одновременно производители стиральных порошков ввели компоненты предотвращающие образование накипи.

Calgon - снижает жесткость воды на 100%.

Задача:

• Жесткость воды часто выражается в градусах. Один градус соответствует

7,1 мг ионов Ca 2+ в 1 литре воды.

• Образец воды содержит 50 мг ионов Ca 2+

в 1 литре. Определите жесткость воды в градусах.

Лабораторный опыт Определение жесткой воды.

Задание: определите в каком стакане находится жесткая вода.

Оборудование и реактивы: стаканы, стеклянная палочка, вода с разных источников, раствор хозяйственного мыла.

Выполнения опыта:

• Налейте в два стакана по 10 мл раствора мыла.
• Интенсивно перемешайте содержимое первого стакана,

а затем второго.

В каком стакане образуется больше мыльной пены? Почему?

Вывод: в жесткой воде хозяйственное мыло не пенится, так как: 2C 17 H 35 COONa + CaSO 4 = (C 17 H 35 COO) 2 Ca↓+ Na 2 SO 4 стеарат натрия стеарат кальция (мыло)

• Если мы хотим заботиться о своем здоровье, мы должны больше знать о таком качестве воды, как жесткость, о способах изменения жесткости воды. В настоящее время ведутся научные разработки и идет поиск удешевления процесса «смягчения» или увеличения жесткости воды. Но в домашних условиях мы можем и сами немного помочь себе и своему организму.

Закрепление нового материала:

• Какая вода называется жесткой?
• Перечислите виды жесткой воды?
• Назовите способы устранения?
• Какие из следующих веществ можно использовать для смягчения жесткой воды: NaOH, H 2 SO 4 , CaCl 2 , Na 3 PO 4 , CaSO 4 , известковая вода, Na 2 CO 3 ?

Задача

Если жесткость воды обусловлена присутствием кальциевой селитры Са(NO 3 ) 2, то как ее устранить?

Запишите уравнения соответствующей реакции в ионном виде (полное и сокращенное).

Спасибо за внимание