Кальций и его соединения. Жесткость воды PDF Печать E-mail
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - Щелочные и щелочноземельные металлы
Автор: SergeiMegan   
10.06.2008 15:44

 

Кальций и его соединения. Жесткость воды
 

Нахождение в природе

Кальций — один из наиболее распространенных элементов земной коры. Общее содержание его в земной коре составляет 3,4%. В природе наиболее широко распространены: минерал кальцит СаСО3 (из него образованы массивы известняка, мрамора и мела), гипс CaSO4•2H2O. В виде фосфата Са3(РO4)2 входит в состав апатитов, фосфоритов и костей животных. Он содержится в природных водах и почве.

Получение

В промышленности кальций получают электролизом смеси расплавленных солей: СаСl2 (75-85%) и КС1 при 700°С

Физические свойства

Кальций — серебристо-белый металл, довольно твердый, легкий. Природный кальций состоит из смеси шести изотопов с массовыми числами 40 (основной изотоп), 42, 43, 44, 46 и 48. В исследованиях применяется искусственный изотоп 4520Са.

Химические свойства

Кальций легко окисляется на воздухе, поэтому его, подобно калию и натрию, хранят под слоем керосина.
При окислении кальция на воздухе образуется оксид кальция, или, как его называют, жженая (негашеная) известь СаО:
2Са+O2=2СаО
Предварительно нагретый кальций горит в кислороде, но не так ярко, как магний. Кальций энергично реагирует с горячей водой, вытесняя из нее водород и образуя гидроксид кальция, или гашеную известь Са(ОН)2:
Са+2Н2O=Са(ОН)2+H2
При обычных условиях кальций реагирует с галогенами, а с серой, азотом и углеродом при нагревании:
Са+Сl2=СаСl2 Са+S=CaS 3Са+N2=Ca3N2 Са+2С=СаС2
Кальций, подобно магнию, проявляет ярко выраженные восстановительные свойства.
Оксид кальция СаО, как и жженая магнезия, имеет очень высокую температуру плавления — около 3000°С.
В промышленности оксид кальция получают при обжиге известняка, мела или других карбонатных пород:
СаСО3=СаО+CO2
Если облить СаО водой, то идет весьма бурная реакция, сопровождающаяся шипением, сильным разогреванием и увеличением объема. В результате этого процесса образуется гашеная известь — Са(ОН)2:
СаО+Н2О=Са(ОН)2
Смесь гашеной извести, песка и воды называется строительным или известковым раствором. Его применяют в качестве штукатурки, а также для скрепления кирпичей при кладке стен, хотя в последнем случае обычно используют цементный раствор.
Затвердевание известкового раствора происходит в результате одновременного протекания двух процессов:
1) выпадения из пересыщенного раствора кристаллов гидроксида кальция, которые прочно связывают между собой частицы песка;
2) образования карбоната кальция в результате реакции:
Са(ОН)2+CO2(из воздуха)=СаСO3+Н2O
Гашеная известь — твердое вещество белого цвета, растворима в воде, однако растворимость ее невелика. Раствор гашеной извести в воде называется известковой водой. Он обладает щелочными свойствами. При пропускании через известковую воду СO2 раствор мутнеет, а при дальнейшем пропускании муть исчезает:
Са(ОН)2+СО2=СаСО3+Н2O
Са2++2OH-+СO2=СаСO3+Н2О
СаСO3+Н2O+СO2=Са(НСO3)2
СаСО3+Н2O+СO2=Са2++2HCO-3
Известковая вода применяется как реактив на оксид углерода (IV), а также для устранения временной жесткости воды, вызываемой гидрокарбонатом кальция Са(НСО3)2.
Летучие соединения кальция окрашивают пламя горелки в кирпично-красный цвет.
Жесткость воды
Как известно, в природе чистая вода практически не встречается — в ее составе всегда содержатся ионы различных солей. Воду, в составе которой содержится много ионов Са2+, Mg2+, Sr2+, Fe+, называют жесткой, причем жесткость воды обуславливается главным образом ионами Са2+ и Mg2+. В жесткой воде плохо мылится мыло, плохо развариваются овощи, а при использовании такой воды в паровых котлах образуется накипь, которая может привести к взрыву котла. Жесткую воду перед употреблением необходимо смягчать. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость воды.
Карбонатной называют жесткость воды за счет содержащихся в ней гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении эти соли разрушаются с образованием трудно растворимых карбонатов, и ионы Са2+ и Mg2+ удаляются из раствора:
Са(НСО3)2=СаСО3+Н2O+CO2
Mg(HCO3)2=Mg(OH)2+2CO2
Поэтому карбонатную жесткость часто называют временной жесткостью воды.
Некарбонатная жесткость определяется присутствием в воде сульфатов и хлоридов магния и кальция, которые не переводятся в осадок простым кипячением, и поэтому ее называют постоянной жесткостью воды. Для ее устранения кальций и магний осаждают содой:
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
В последние годы для устранения жесткости воды широко используют ионнообменники.

LAST_UPDATED2
 

Комментарии  

 
0 #1 Kristan 18.04.2017 18:01
Hey there! Do you know if they make any plugins to assist with Search Engine Optimization? I'm trying to get my blog to
rank for some targeted keywords but I'm not seeing very good success.
If you know of any please share. Appreciate it!

Also visit my site ... привожу ссылку (http://geschenkefuermaenner.info: http://geschenkefuermaenner.info/)
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить