Понятие о жесткости воды и способы ее устранения

Преподаватель: Сулейменова Б.А.

Класс:

Дата:

Тема урока: Понятие о жесткости воды и способы ее устранения

Цель урока: Ознакомить учащихся с понятием жесткости воды, ее видами и объяснить способы устранения жесткости.

Задачи уроки:

Образовательные: создать условия для изучения нового материала, обобщить и систематизировать знания учащихся о жесткости воды и пути ее устранения.

Развивающие: Развитие умений составлять химические уравнения, объяснять сущность химических реакций с позиций электронно-ионных изменений, умений обобщать, делать выводы, получать знания с использованием различных источников информации.

Воспитательные: воспитать у учащихся такие личностные качества, как сосредоточенность, наблюдательность, умение работать на уроке.

Тип урока: комбинированный

Методы и методические приемы: словесный, наглядный, составление опорного конспекта .

Ход урока

I. Организационный момент:

Вступительное слово учителя: Здравствуйте ребята. Сегодня на уроке нам предстоит изучить новую тему «Жесткость воды и пути ее устранения».

II. Актуализация знаний. Опрос домашнего задания: стр:154, упр:7, решение задач

СаСО₃ → СаО + СО₂

СО₂ + СаО → СаСО₃

CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

CaCO₃ + HCl = СаCl₂ +H₂O+CO₂

1. Какая масса оксида кальция получится при разложении 10 кг известняка, если выход составляет 90 %, от теоретически возможного?

Дано: т(СаСО₃) = 10кг. СаСО₃ →СаО + СО₂ выход = 90% 10кг х т(СаО) =? 100кг/моль 56кг/моль х = = 5,6кг. 5,6кг – 100% х – 90% х = = 5,04кг.

2. Рассчитайте, сколько надо прокалить известняка при выходе продукта 75%, чтобы получить 6 кг негашеной извести.

Дано: т(СаО) = 6кг. 2) СаСО₃ →СаО + СО₂ Выход = 75% х кг 8 т(СаСО₃) = ? 100кг/моль 56кг/моль х = = 14,3 кг. 1) 6 кг – 75% х – 100% х = = 8 кг.

III. Изучение новой темы:

И так приступаем к изучению новой темы:

Природная вода, содержащая ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, называется жесткой. В природных водах всегда содержатся растворенные вещества. Гипс, гидрокарбонаты магния и кальция придают воде определенную жесткость. В жесткой воде мыло плохо растворяется. Взаимодействуя с остатками органических кислот, входящих в состав мыла, ионы кальция и магния образуют нерастворимые соли. При стирке в жесткой воде часть мыла расходуется на осаждение ионов кальция и магния. Жесткая вода также наносит вред промышленности. Такая вода не пригодна для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и питания паровых котлов, так как при нагревании жесткой воды на стенках охладительных систем образуется накипь. Накипь плохо проводит теплоту; поэтому возможен перегрев моторов, паровых котлов, кроме того, ускоряет их изнашивание. Жесткая вода непригодна для изготовления лекарственных препаратов, она также препятствует окрашиванию тканей. В жесткой воде плохо растворяется пища, так как катионы Са²⁺ образуют с белками пищи плохо растворимые соединения. В такой воде плохо завариваются чай и кофе. Из-за употребления жесткой воды в организме накапливаются соли.

Различают постоянную и временную жесткость воды. Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Временной она называется потому, что при нагревании гидрокарбонат переходит в осадок (СаСО₃) и жесткость устраняется. Временную жесткость можно устранить двумя способами(демонстрационный опыт): 1) кипячением: Сa(HCO₃)₂ ^t˚C→ CaCO₃↓+ CO₂ + H₂OMg(HCO₃)₂ ^t˚C→ MgCO₃↓+ CO₂ + H₂O 2) добавлением известкового молока: Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O 3) добавлением соды: Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ →CaCO₃↓+ 2NaHCO₃ Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием растворов хлоридов и сульфатов кальция и магния в воде и при нагревании не исчезает. Для ее устранения добавляют соду: CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄ MgCl₂ + Na₂CO₃ →MgCO₃↓ + 2NaCl Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной. 4) пропусканием через ионнообменную смолу

В настоящее время для смягчения воды используют катиониты(демонстрационный опыт). В них содержатся подвижные ионы (Na⁺, H⁺), которые легко замещаются ионами Ca²⁺,Mg²⁺, имеющимися в составе воды. В основном используются башни, наполненные алюмосиликатами (катионит): Na₂R + Ca²⁺ →2Na⁺ + CaR В катионите ионы Са⁺удерживаются, а ионы Na²⁺переходят в воду. При насыщении катионита ионами кальция через него пропускают раствор хлорида натрия (NaCl), при этом происходит обратный процесс: 2Na⁺ + CaR → Na₂R + Ca²⁺ а) катионный обмен: 2RH + Ca²⁺ → R₂Ca + 2H⁺ б) анионный обмен: 2ROH + SO₄^2- → R₂SO₄ + 2OH^- (где R - сложный органический радикал).

IV. Закрепление изученного материала:

Учащиеся отвечают на вопросы.

1.       Чем обусловлена жёсткость воды?

2.       Какие виды жёсткости воды различают?

3.       Присутствием каких соединений обусловлена временная жёсткость?

4.       Присутствием каких соединений обусловлена постоянная жёсткость воды?

5.       Какими способами устраняют временную жёсткость?

6.       Какими способами устраняют постоянную жёсткость?

(решение задачи):

Дано:

т(Cu₂(OH)₂ * CO₃) = 66.4г. Cu₂(OH)₂ * CO₃ → 2CuО + Н₂О + СО₂

т(СаСО₃) - ? 66.4г х 222г/моль 44г/моль х =  = 13.2 г. СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃ + Н₂О 13.2г х 44г/моль 100г/моль х =  = 30 г.

V. Домашнее задание :§5.5, упр:4,5