آزمایش بررسی سختی آب + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• 3 عدد بشر یا ارلن

• کلسیم کلرید

• صابون مایع

• سدیم کربنات

• کتری یا یک ظرف فلزی کوچک برای جوشاندن آب

• آب

روش انجام:

 الف) بررسی سختی آب در اثر انحلال کلسیم کلرید در آب

ابتدا در هر یک از 2 ارلن مقداری آب معمولی بریزید. سپس به میزان 3 گرم از کلرید کلسیم را وزن کرده و در یکی از ارلن ها ریخته ، درپوش ارلن را گذاشته و آن را تکان دهید تا کلسیم کلرید کاملا در آب حل شود. حالا به این محلول و ارلن دیگر که آب معمولی در آن ریخته اید , چند قطره صابون مایع اضافه کرده , درپوش هردو ارلن را گذاشته و اینبار نیز خوب تکان دهید تا صابون در آن ها حل شود. میزان کف تولید شده در هریک از دو ارلن را با هم مقایسه کنید.

 ب) رفع سختی آب در اثر انحلال سدیم کربنات در آب سخت

در مرحله ی بعد نیز  ارلنی را مانند مرحله قبل با محلول آب و 3 گرم کلسیم کلرید ، پر کنید. سپس اینبار به آن به میزان 3 گرم سدیم کربنات اضافه کنید و مشاهدات خود را یادداشت کنید. بهتر است بدانید که استفاده از ترکیباتی خاص که دارای یون سدیم می باشند ، یکی از روش های از بین بردن سختی آب می باشد که معمولا در رفع سختی دائمی آب کاربرد دارد.

ج) روش از بین بردن سختی موقت آب

مقدار کمی از محلول آّب و  کلسیم کلرید تهیه کرده و در ظرف فلزی بریزید. سپس این ظرف را روی چراغ الکلی حرارت دهید تا تمام آب آن بخار شود و در ته ظرف رسوب سفیدرنگی به جا بماند. بهتر است بدانید که این روش یکی از روش های از بین بردن سختی موقت آب می باشد که از تصعید بخار آب حاصل ، آب نرم به دست می آید و رسوبات کلسیم ، در کف ظرف باقی خواهد ماند.

سوالات پیش آمده :

1.      معادلات این واکنش ها را بنویسید.     پیوند یونی بین یون های کلسیم و کلر موجود در کلسیم کلرید در اثر انحلال در آب ، شکسته و یون های کلسیم و کلر ‌در آب آزاد می شوند که آزاد شدن یون کلسیم در آب باعث سخت شدن آن می شود.

                                                  

2.      تفاوت میزان کف تولید شده در آب سخت و نرم را چگونه توجیه می کنید؟      با ریختن صابون مایع در هریک از ارلن ها و تکان دادن آن ها ، مشاهده کردیم که صابون در ارلنی که  حاوی آب معمولی و خالص بود ، کاملا کف کرد اما در ارلن دیگر که حاوی محلول آب و کلسیم کلرید بود ، به میزان بسیار بسیار کمتری کف ایجاد شد و در عوض رسوبی در آب ظاهر شد که رنگ آب را کدر کرد. کف نکردن صابون در این ارلن به سختی آب بر می گردد. چرا که این ارلن حاوی یون کلسیم بوده که موجب سخت شدن آب می شود و صابون در آن کف نمی کند.


3.          رسوب ایجاد شده در اثر افزودن صابون به ظرف آب سخت نشانه ی چیست؟     همانطور که می دانید صابون در آب سخت کف نمی کند و این امر به این خاطر است که بخش آنیونی صابون با یون های موجود در آب سخت واکنش داده و به جای کف ، رسوب نامحلولی در آب ایجاد می شود.

4.          سدیم کربنات چطور باعث نرم شدن آب سخت شد؟   با اضافه کردن سدیم کربنات به محلول آب سخت ، کربنات موجود در آن با یون کلسیم موجود در آب سخت ، واکنش داده و رسوبی نامحلول ایجاد می کند که می توان آن را به راحتی از آب جدا کرد. به این ترتیب یون کلسیم از آب خارج شده و به جای آن یون سدیم در آب آزاد می شود که تاثیری در سختی آب نداشته و آن را سخت نمی کند. برای روشن تر شدن موضوع اجازه دهید تا معادلات واکنش های انجام شده را با هم بررسی کنیم:

در مرحله ی اول با انحلال سدیم کربنات در آب ، پیوند یونی بین آن شکسته و یون های کربنات و سدیم در آب آزاد می شود‌:

و در مرحله بعد یون کربنات با یون کلسیم موجود در آب واکنش داده و رسوب نامحلول کلسیم کربنات در آب ایجاد می شود که قابل جداسازی می باشد. به این ترتیب ، یون کلسیم به وسیله چسبیدن به کربنات از آب خارج شده  و آب نرم می شود. اما در عوض یون سدیم در آب آزاد شده که باعث سختی آب نمی شود.