Kalciumvegyületek a természetben
description
Transcript of Kalciumvegyületek a természetben
![Page 1: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/1.jpg)
Vizek keménységeVizek keménysége
Összeállította: Balázs Katalin
![Page 2: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/2.jpg)
A víz nagyon jó oldószer.
A felsorolt anyagokat állítsd sorrendbe növekvő oldottanyag-tartalom szerint! Milyen kísérlettel tudnád ellenőrizni, hogy jól oldottad-e meg a feladatot?
Tengervíz
Desztillált víz Esővíz
Telített konyhasóold
at
Található-e a természetben kémiailag tiszta víz? Természetes vizeink kémiai szempontból milyen összetételűek lehetnek?
![Page 3: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/3.jpg)
Megoldás
Bepárlással ellenőrizhető a szilárd oldott anyag mennyisége:
1. desztillált víz 2. esővíz 3. tengervíz 4. telített konyhasóoldat
KÉRDÉS: Mi lehet a különbség az alább felsorolt természetes vizek összetételében?
óceánok vize, tengervíz, folyóvíz, esővíz, ásványvíz
![Page 4: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/4.jpg)
A víz keménységét a vízben oldott Ca2+
(aq) és Mg2+(aq) ionok okozzák.
Csoportosítsd a megadott anyagokat aszerint, hogy milyen a vízben való oldhatóságuk (20 oC)!
CaCO3
MgCO3CaCl2
Ca(HCO3)2
MgCl2
Mg(HCO3)2
CaSO4
Ca(NO3)2
Ca3(PO4)2
![Page 5: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/5.jpg)
Oldhatósági táblázat adataig/100 g telített oldat
20 oC 40 oC 60 oC
CaCl2 42,1 52,9 56,7
CaCO3 MgCO3 <<0,01Oldhatóságukat nem csak a hőmérséklet, hanem a CO2
koncentrációja is nagyban befolyásolja
CaSO4 0,202 0,210 0,201
Ca3(PO4)2 <<0,01
Ca(NO3)2 56,7 65,4 78,1
Ca(HCO3)2
Mg(HCO3)2
Tiszta, szilárd vegyületként nem ismeretesek, csak vízben oldott formában.
MgCl2 35,6 36,8 37,9
![Page 6: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/6.jpg)
MegoldásVízben oldódik: CaCl2, Ca(HCO3)2, MgCl2, Ca(NO3)2, Mg(HCO3)2
Vízben nem vagy rosszul oldódik: MgCO3, CaCO3, CaSO4, Ca3(PO4)2
KÉRDÉS: Mit tapasztalsz, ha adott mennyiségű anyag (adott mennyiségű oldószerben, adott hőmérsékleten)
jól oldódik, rosszul oldódik,nem oldódik?
![Page 7: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/7.jpg)
Gondolkozz!Ha egy vizes oldatba az alábbi ionokat juttatjuk:
KATIONOK ANIONOK13 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 4 mol SO42-
2 mol HCO3-
5 mol Cl-
2 mol PO43-
Mitől függ, hogy mely anyag és mennyi anyag válik ki az oldatból?
(A Na-vegyületek vízben jól oldódnak.)(Az oldatban az összes pozitív töltés mennyisége megegyezik
az összes negatív töltés mennyiségével.)
![Page 8: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/8.jpg)
Kiválik: 4 mol CaSO4 (ennél több nem, mert nincs több SO42-),
1 mol Ca3(PO4)2 (ennél több nem, mert csak 2 mol
PO43- ion van jelen),
és oldatban marad 6 mol Ca2+
Az oldatban marad:6 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 2 mol HCO3-
5 mol Cl-
Az ionok minőségétől és mennyiségétől függ, hogy milyen és mennyi anyag válik ki az oldatból.
Megoldás
![Page 9: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/9.jpg)
A vízben oldott Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 adja a víz változó keménységét.
Forralással az ennek megfelelő Ca2+ és Mg2+ ion mennyisége kicsapható, így
eltávolítható.Mely sav sói a hidrogénkarbonátok?Írd fel a Ca- és Mg-hidrogénkarbonát bomlásának
reakcióegyenletét! Milyen gáz keletkezik a folyamat során? Milyen módszerrel lehet eltávolítani az oldatból a
keletkező, vízben rosszul oldódó csapadékot?
![Page 10: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/10.jpg)
A hidrogén-karbonátok a szénsav sói.
Reakcióegyenlet:Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2
A keletkező csapadékot szűréssel lehet eltávolítani:
Megoldás
![Page 11: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/11.jpg)
Gondolkozz!Ha az előző példában szereplő oldatot forraljuk, milyen
változás történik az oldat összetételében?Az oldatban van:
6 mol Ca2+ 9 mol NO3-
4 mol Na+ 2 mol HCO3-
5 mol Cl-
Forralás után: elbomlik 1 mol Ca(HCO3)2 (mivel összesen 2 mol HCO3
- van az oldatban)Az oldatban marad:
5 mol Ca2+ 9 mol NO3-
4 mol Na+ 5 mol Cl-
Az oldat keménysége csökkent.
Megoldás
![Page 12: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/12.jpg)
A vízben oldott egyéb Ca- és Mg-vegyületek adják a víz állandó
keménységét. Vízlágyító szerrel az ennek megfelelő Ca2+ és Mg2+ ion mennyisége
kicsapható, így eltávolítható.
Kísérlet: szódás vízlágyításMilyen anyag alkalmas vízlágyító szernek? Sorold fel a
legfontosabb tulajdonságait!Írd fel a Ca2+ és Mg2+ ion reakcióját szódával és trisóval!
Hogyan változik az oldat Ca2+ és Mg2+ tartalma?
![Page 13: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/13.jpg)
A vízlágyító szer Jól oldódjon vízben A Ca2+ és Mg2+ ionnal alkosson vízben oldhatatlan
vegyületet (amit le lehet szűrni)Szódás vízlágyítás:
Ca2+ + Na2CO3 = CaCO3 + 2 Na+
Mg2+ + Na2CO3 = MgCO3 + 2 Na+
Trisós vízlágyítás:3 Ca2+ + 2 Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6 Na+
3 Mg2+ + 2 Na3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6 Na+
Így az oldat Ca2+ és Mg2+ ion-tartalmát eltávolítottuk, lágy vizet kaptunk.
Megoldás
![Page 14: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/14.jpg)
Gondolkozz!Az előző példában szereplő oldat állandó keménységét is meg
akarjuk szüntetni vízlágyító szer alkalmazásával. Hány mól szódát kell alkalmaznunk? Hány mól trisót kell alkalmaznunk?
Az oldatban van:5 mol Ca2+ 9 mol NO3
-
4 mol Na+ 5 mol Cl-
Szódás vízlágyítással: 1 mol Ca2+ eltávolításához 1 mol Na2CO3 kell, 5 mol Ca2+ eltávolításához 5 mol Na2CO3 kell.
Trisós vízlágyítással: 3 mol Ca2+ eltávolításához 2 mol Na3PO4 kell, 5 mol Ca2+ eltávolításához 10/3 mol Na3PO4 kell.
Az oldat keménysége csökkent.
Megoldás
![Page 15: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/15.jpg)
A természetben hol fordul elő kemény, illetve lágy víz?
Ott, ahol a víz Ca- és Mg-tartalmú vegyületekkel érintkezik, és ezeket oldani tudja, kemény víz jön létre.A mészkőhegységekben, dolomitokban, karsztvidéken
folyó hegyi patakok vize nagy keménységű.Az óceánok, tengerek vize tartalmaz oldott Ca2+ és Mg2+
ionokat.Az esővíz általában nagyon lágy víz, oldott Ca2+ és Mg2+
ionokat nem tartalmaz.
![Page 16: Kalciumvegyületek a természetben](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051621/56814cb5550346895db9bda6/html5/thumbnails/16.jpg)
Összefoglalás
A kemény víz sok oldott Ca2+ és Mg2+ iont tartalmaz.Forralással eltávolítható a változó keménységet okozó
Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 tartalom.Vízlágyító szerekkel vagy ioncserélővel az állandó
keménység is megszüntethető.A természetben elsősorban a mészkő- és karsztvidékeken
fordul elő kemény víz (cseppkőképződés, barlangképződés).A kemény vízből vízkő válhat ki különböző körülmények
között, ami a fűtőberendezésekben veszélyessé válhat.