Судың кермектілігін жою жолдарының механизмін талдаңыз

Cудың кермектігі— құрамында кальций (Са₂₊) мен магний (Мg₂₊) иондарының (негізінен карбонаттүрінде) болуынан қалыптасатын судың қасиеті. Cудың кермектігі көрсеткіші 1 литр судағы миллиграм-эквивалентпен (мг-экв/л)

Cудың кермектігі анықтамасы бойынша: жалпы, уақытша (жойылатын), тұрақты, карбонаттық, қалдық болып бөлінеді. Жалпы кермектік суда кальций мен магнийдің барлық тұздарының болуынан қалыптасады. Уақытша және карбонаттық кермектік онда кальций менмагнийдің тек гидрокарбонаттық (HCO₃)және карбонаттық (СО3~) тұздарының болуымен байланысты. Мұндай кермектілікті суды қайнату арқылы кетіруге болады. Тұрақты (жойылмайтын) кермектік жалпы және жойылатын кермектіктердің айырымына тең. Қалдық (бейкарбонаттық) кермектік жалпы және карбонаттық кермектіктердің айырымына тең. Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай бес топқа бөлінеді: өте жұмсақ су (1,5 мг-экв-ке дейін), жұмсақ су (1,5—3,0 мг-экв), орташа кермек су (3,0—6,0 мг-экв), кермек су (6,0—9,0 мг-экв) және өте кермек су (9,0 мг-экв-тен жоғары).

Cудың кермектігін анықтау және жою тәсілдері

Су кермектігін жою немесе төмендету суды жұмсарту деп аталады. Жұмсақ су құрамында кальций мен магний карбонаттары аз, кермектік мөлшері 3,0 мг-экв/л-ден төмен шаманы көрсететін су. Жұмсақ су тобына жаңбыр, еріген қар және мұз сулары жатады.

Термиялық өндеу Осы тәсілдің мәні суды алдын-ала 70 – 80 оС дейін жылыту немесе қайнатуда болып тұр. Бұл тәсіл тек уақытша (карбонатты) кермектікті жояды. Уақытша кермектікті суды қайнату арқылы (ерімейтін карбонаттар СаСО3 және MgCO3 (Са2+, Mg2+ катиондары қақ түрінде тұнады) жоюға болады: Ca(HCO3)2 = CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O Магнийдің гидрокарбонаттардың ыдырау процессі кальций гидрокарбонатардың ыдырауы процесінен күрделірек өтеді. Бұны былай түсіндіруге болады: магнийдің карбонаты (кальций карбонатына қарағанда) оның гидроксидінен неғұрлым ерігіш болып келеді. Егер уақытша кермектік жойылмаса, онда тұрмыстық металлдық ыдыстарда, бу қазандарында, сумен жылыту жүйелерінде қақ қабаты пайда болады. Бұл жылу беру коэффициентін төмендетеді. Сонымен отынның артық жұмсалуы байқалады. Су құрамында неғұрлым көп темір болса, қақ түсі соғұрлым қоңыр болады. Термиялық өндеу кезінде судағы ерімтал газдардың мөлшерін төмендетуге болады. Олардың ерігіштігі температураның өсу кезінде төмендейді.

Суды химиялық жолмен өндеу (реагентті тәсіл) Бұл тәсіл тұрақты да, уақытша да кермектікті жою үшін арналған. Тәсілдің мәні – кермектікке әкелетін иондар мен аз еритін қосылыстар түзуші жоятын арнайы реагенттермен суды өңдеу. Мұндай реагентерге: сода (Na2CO3), сөнбеген (CaO) және сөнген әк (Ca(OH)2), әртүрлі натрий фосфаттары (Na3PO4, Na6P6O18) және т.б . Суды әкпен өңдегенде (сөнген не сөнбеген) оның уақытша кермекігі жойылады және сілтілігі төмендейді. Бұл процесс әктеу немесе декарбонизация деп аталады. Карбонатты және бейкарбонаты кермектікті қатар жою үшін өнеркәсіпте әкті-содалы тәсіл кең тараған: бұл СаО және Nа2СО3 қоспалармен суды өңдеу. Бұл тәсілмен жұмсартылған судың кермектігі 0, 5 – 0, 1-ге тең.

Ионалмасу тәсілі Бұл өнеркәсіпте кең қолданылатын (көбінесе гидрометаллургияда) физико-химиялық тәсіл. Тәсіл кермектікті жою және деминерализациялау үшін қолданылып, кермектікті ғана жоймай, бұнымен қатар суды толығымен тазартады. Мұндай тазартудан өткізілген су құрамында бейтаныс иондар: не катиондар, не аниондар кездеспейді. Бұл тәсіл кейбір заттардың суда ерімейтін иондарын сыртқы ортадағы иондарға стехиометриялық түрде алмасу қабілеттілігінде негізделген. Мұндай қасиеттерге ие заттар ионалмастырғыштар (ионалмасу сорбенаттары) немесе қысқаша иониттер деп аталады. Иониттердің көбісі – қатты, шекті ісінетін, амофты және кристалды құрылымды заттар. Олар матрицадан және оған бекітілген ионогенді немесе комплекс түзуші топтардан тұрады. Иониттер табиғи суды ерімейтін қоспалардан тазартып қоймай, сонымен қатар онда еріген заттардан да тазартып сапасын жақсартады. Өнеркәсіпте ионалмасу сүзгісінің көмегімен кальций және магний иондарын натрий және калий иондарына алмастырып, жұмсақ су алады.