Nội dung chính Hóa học 12 cánh diều Bài 19: Nước cứng và làm mềm nước cứng

CHỦ ĐỀ 7: NGUYÊN TỐ NHÓM IA VÀ NHÓM IIA 

BÀI 19: NƯỚC CỨNG VÀ LÀM MỀM NƯỚC CỨNG

I. NƯỚC CỨNG

1. Khái niệm

- Nước cứng là nước chứa nhiều cation Ca²⁺ và Mg²⁺.

- Nước chứa ít hoặc không chứa cation Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

2. Phân loại

Căn cứ vào thành phần anion gốc acid trong nước, nước cứng được chia thành ba loại: nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu và nước có tính cứng toàn phần.

+ Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂.

+ Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối sulfate, chloride của calcium và magnesium.

+ Tính cứng toàn phần gồm tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

3. Tác hại của nước cứng

• Ống dẫn nước cứng, nồi hơi sử dụng nước cứng lâu ngày sẽ bị đóng cặn

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.

• Nước cứng làm giảm tác dụng của xà phòng; làm hại quần áo.

• Nước cứng làm giảm hương vị của trà khi pha và của thực phẩm khi nấu.

II. LÀM MỀM NƯỚC CỨNG

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

1. Phương pháp kết tủa

- Cơ sở của phương pháp: chuyển cation Ca²⁺, Mg²⁺ trong nước về dạng chất không tan, có thể dễ dàng tách ra khỏi nước bằng cách lắng, lọc,...

- Khi đun sôi nước cứng, muối Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂ bị phân huỷ tạo ra muối không tan, làm mất tính cứng tạm thời của nước.

Ví dụ (SGK)

2. Phương pháp trao đổi ion

- Cơ sở của phương pháp: thay thế cation Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước bằng cation khác ít gây tác hại hơn.

- Cách thực hiện: cho nước cứng đi qua lớp vật liệu hay màng vật liệu trao đổi ion. Các vật liệu này có chứa cation kim loại, ví dụ Na⁺. 

Khi đó, các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ đẩy cation Na⁺ ra khỏi vật liệu. Các cation Ca²⁺, Mg²⁺ bị giữ lại trên vật liệu.

- Hạn chế cơ bản của phương pháp: sau một thời gian sử dụng, khả năng giữ các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ của vật liệu bị giảm. Khi đó, vật liệu cần được tái chế hoặc thay mới.