Лабораторный эксперимент
Соберите прибор для получения газов и проверьте его герметичность. В пробирку налейте 3-4 мл соляной кислоты и опустите в неё 2-3 небольших кусочка мрамора. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустите в другую пробирку объёмом 20 мл с 5-6 мл известковой воды. Пропускайте через известковую воду полученный оксид углерода (IV). Что наблюдаете? Продолжайте пропускать углекислый газ до растворения осадка. Объясните наблюдаемые явления.
Полученную жёсткую воду разлейте в три пробирки.
К содержимому первой пробирки добавьте немного раствора мыла, закройте её пробкой и сильно встряхните. Что наблюдаете? Почему?
Вторую пробирку закрепите в пробиркодержателе и нагрейте до кипения. Прекратите нагревание и рассмотрите содержимое. Объясните наблюдаемое явление.
В третью пробирку добавьте раствор стиральной соды. Что наблюдаете?
Сделайте вывод о свойствах жёсткой воды и возможности её применения в технических и пищевых целях, а также о способах устранения жёсткости воды.
При опускании кусочков мрамора в соляную кислоту, наблюдается выделение газа:
CaCO3 + 2HCl ⟶ CaCl2 + H2O + CO2↑
При пропускании, выделившегося углекислого газа, через известковую воду, наблюдается помутнение раствора, в следствии образования нерастворимого карбоната кальция:
Ca(OH)2 + CO2 ⟶ CaCO3↓ + H2O
При дальнейшем пропускании углекислого газа, наблюдается растворение осадка, в следствии образования растворимого гидрокарбоната кальция:
CaCO3 + H2O + CO2 ⟶ Ca(HCO3)2
Полученную жёсткую воду разделили по трём пробиркам.
При добавлении раствора мыла в первую пробирку с жесткой водой, наблюдается появление белого жирного осадка, в следствии образования нерастворимого стеарата кальция:
2C17H35COONa + Ca(HCO3)2 ⟶ (C17H35COO)2Ca↓ + 2NaHCO3
При кипячении второй пробирки с жесткой водой, наблюдается появление белого осадка, в следствии термического разложения карбоната кальция, и образования нерастворимого карбоната кальция:
Ca(HCO3)2 t ⟶ CaCO3↓ + H2O + CO2↑
При добавлении раствора стиральной соды в третью пробирку с жесткой водой, наблюдается появление белого осадка, в следствии образования нерастворимого карбоната кальция:
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 ⟶ CaCO3↓ + 2NaHCO3
Вывод. В жёсткой воде хуже мылится мыло, увеличивается расход стирального порошка, образуется накипь в системах отопления и горячего водоснабжения. Жесткость воды устраняется кипячением или добавкой соды.