На Земле существует огромное количество различных горных пород. Некоторые из них обладают схожими признаками, поэтому их объединяют в крупные группы. Например, одна из них – это карбонатные породы. Об их примерах и классификации читайте в статье.
Карбонатные горные породы формировались разными путями. Всего существует четыре способа образования такого типа пород.
- Из химических осадков. Таким образом появились доломиты и мергели, известняки и сидерит.
- Из органогенных осадков образовались такие породы, как водорослевые и коралловые известняки.
- Из обломков сформировались песчаники и конгломераты.
- Перекристаллизованные породы – это некоторые виды доломитов и мрамора.
Известняковые горные породы
Любая карбонатная порода состоит из минералов кальцита, магнезита, сидерита, доломита, а также разных примесей. Из-за отличий в составе эта большая группа горных пород подразделяется на три более мелкие. Одна из них – известняковые.
Их основная составляющая – кальцит, а в зависимости от примесей они делятся на песчаные, глинистые, кремнистые и другие. Они обладают разными текстурами. Дело в том, что на трещинах их пластов можно разглядеть следы ряби и дождевых капель, кристаллов солей, которые являются растворимыми, а также микроскопические трещины. Известняки могут быть различными по окраске. Доминирующим цветом является бежевый, сероватый или желтоватый, а примеси имеют розовый, зеленоватый или коричневатый оттенок.
Самыми распространенными известняковыми горными породами являются следующие:
- Мел – очень мягкая порода, которая легко растирается. Ее можно сломать руками или же растереть в порошок. Она считается разновидностью сцементированного известняка. Мел – бесценное сырье, используемое при производстве строительного материала цемента.
- Известковые туфы – пористая рыхлая горная порода. Она в достаточной степени легко разрабатывается. Почти такое же значение имеют и ракушечники.
Карбонатно-глинистые породы, или мергели
В состав карбонатных пород этого типа входит много глины, а именно – почти 20 процентов. Сама по себе порода с таким названием обладает смешанным составом. В ее структуре обязательно присутствуют алюмосиликаты (глинистые продукты распада полевого шпата), а также карбонат кальция в любой форме. Карбонатно-глинистые породы являются переходным звеном между известняками и глиной. Мергели могут обладать различной структурой, плотной или твердой, землистой или рыхлой. Чаще всего они залегают в виде нескольких слоев, каждый из которых характеризуется определенным составом.
Высококачественная карбонатная порода этого типа используется при производстве щебня. Мергель, содержащий примеси гипса, не представляет никакой ценности, поэтому данная его разновидность почти не добывается. Если сравнивать этот вид горных пород с другими, то больше всего он похож на сланцы и алевролит.
Использование
Каждая карбонатная порода нашла применение в какой-либо области промышленности. Так, известняки наряду с доломитами и магнезитами используются в металлургии в качестве флюсов. Это такие вещества, которые применяются при выплавке металлов из руды. С их помощью снижается температура плавления руд, что помогает легче отделить металлы от пустых пород.
Такая карбонатная порода, как мел, знакома всем учителям и школьникам, ведь с ее помощью пишут на доске. Кроме того, мелом белят стены. Из него также изготавливают порошок для чистки зубов, однако в настоящее время этот заменитель пасты сложно раздобыть.
Известняк применяют для получения соды, азотистых удобрений, а также карбида кальция. Карбонатная порода любого из представленных типов, например, известняк, используется при строительстве жилых, производственных помещений, а также дорог. Он получил широкое распространение в качестве облицовочного материала и заполнителя бетона. Он также применяется для получения кормовых добавок с минералами и для насыщения почвы известняком. Из него создают строительные камни, например, щебень и бут. Кроме того, из этой породы производят цемент и известь, которые получили широкое распространение во многих видах промышленности, например, в металлургический и химической.
Доломиты отличаются от известняка тем, что обладают более выраженным блеском. Они меньше растворяются в кислотах. Даже остатки органики намного реже встречаются в них. Окраска доломитов представлена зеленоватыми, розоватыми, коричневатыми и желтоватыми оттенками.
Часто карбонад, который представляет собой изысканный мясной деликатес, по ошибке путают с карбонатом, как с химическим соединением. Даже Владимир Высоцкий в своей песне ошибочно употребил слово карбонад не в том значении: «Любим мы кабанье мясо в карбонате…».
На самом деле карбонад происходит от латинского слова «carbo» — уголь, и представляет собой способ приготовления цельного куска мяса из спинно-поясничного отруба молодой свиньи, корейки, куска свежей телятины или баранины в жареном, либо в запеченном виде. При этом по технологии слой сала или жира у этого блюда не должен превышать толщину пяти миллиметров.
Ранее традиционный карбонад готовился на пару, а затем обрабатывался жаром на тлеющих углях. В настоящее время, благодаря технологическим новшествам его чаще готовят при помощи скороварок и мультиварок.
Технология приготовления карбонада, как правило, следующая: берется мясо из филейной части животного (предварительно очищенное от пленки и желательно имеющее форму прямоугольного бруска или цилиндра), тщательно обваливается в муке (панируется) или покрывается густой эмульсией, которая содержит специи и пряности. В качестве приправ добавляется чеснок, лук, ароматные травы, а при желании мускатный орех или натуральные пищевые добавки.
В случае, когда карбонад готовится из другой части свиной туши или из говядины, его чаще всего называют «шейкой».
Существуют также вид карбонада, который представляет собой сыровяленый или сырокопченый продукт, имеющий довольно длительный срок хранения.
Во французской и бельгийской кухнях особой популярностью пользуется разновидность карбонада « по-фламандски », при приготовлении которого свежая свиная вырезка из спинной или поясничной мышцы тушится на открытом огне и подается в пивном соусе. Европейцы германской языковой группы или фламандцы также называют это блюдо « карбонадо ».
В любом случае это изысканное кушанье является превосходным мясным деликатесом и имеет много истинных почитателей этого блюда.
Приготовление карбонада
Для приготовления карбонада, прежде всего, необходимо выбрать подходящий кусок мяса. Свежая свинина должна иметь приятный розоватый оттенок, а говядина ярко — красный, насыщенный цвет (слишком темный оттенок указывает на то, что мясо либо не свежее, либо животное было довольно старым). При этом на мясном куске не должно быть прилипающей к рукам неприятной слизи.
Для проверки свежести мяса следует надавить пальцем на только что произведенный острым ножом срез, если выемка после того, как палец убран, не исчезает, продукт скорей всего не первой свежести. Вмятое место на свежем куске обязательно примет первоначальную форму.
Покупать мясо для приготовления карбонада лучше всего у знакомого и проверенного мясника на рынке, поскольку продукт, выращенный в домашних условиях, будет отличаться лучшим качеством, чем приобретенный на полке в супермаркете.
Первым признаком некачественного мяса является его цвет и наличие неприродного запаха, поскольку многие продавцы, что скрыть дефекты продукта добавляют в него ароматные примеси.
Далее мясо необходимо тщательно очистить от пленок, при этом постараться сохранить прослойку из жира.
Калорийность карбонада составляет примерно сто тридцать пять килокалорий на сто граммов мяса.
Рецепт приготовления карбонада при помощи мультиварки
Следует помнить, что карбонад, приготовленный даже из очень качественной свинины, в любом случае получается слегка суховатым.
Мясо свиное без костей
Две, три чайных ложечки
Две или три чайных ложечки
Для начала свиное мясо в виде цельного куска следует тщательно высушить при помощи бумажного полотенца, а затем, острым кончиком ножа, проделать в нем несколько отверстий и вдавить в них чесночные дольки. Бояться, что вы переборщите с чесноком не стоит, мясо лишнего не возьмет, а чеснок добавит блюду аромата.
Затем в ступку необходимо высыпать подготовленные перец и соль и хорошенько их втолочь, после чего полученной смесью следует тщательно натереть свинину со всех сторон.
Соевый соус желательно смешать с горчицей и затем полученной эмульсией обмазать все мясо, после чего можно отправлять его в холодильник для маринования. Процесс маринования может занять от двух до шести часов. В любом случае, чем дольше вы маринуете, тем сочнее получится карбонад.
Далее надлежит хорошенько обжарить мясо на сильном жару до образования приятной на цвет румяной корки, после чего следует перевернуть мясо на другую сторону и повторить процедуру. Остатками соуса желательно смазать все зажаренные стороны, добавить горячей воды и можно переходить к режиму « тушение ». Тушить карбонад следует около двух часов.
По окончанию готовое мясо следует вынуть из мультиварки и завернуть в слой фольги, чтобы выделяемый сок не испарялся. Блюдо готово. Использовать для приготовления в домашних условиях карбонада можно также телятину и даже говядину.
Для приготовления карбонада, прежде всего, необходимо выбрать подходящий кусок мяса. Свежая свинина должна иметь приятный розоватый оттенок, а говядина ярко — красный, насыщенный цвет (слишком темный оттенок указывает на то, что мясо либо не свежее, либо животное было довольно старым). При этом на мясном куске не должно быть прилипающей к рукам неприятной слизи.
О том, что такое «жесткость аквариумной воды, и в чем её выражают » мы уже писали. Но напомню вкратце, что жесткость подразделяют на постоянную и временную. Временная , она же карбонатная , она же устранимая жесткость связана с присутствием в воде наряду с катионами Ca 2+ и Mg 2+ гидрокарбонатных, или бикарбонатных анионов (HCO 3 — ) . При кипячении воды, гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с этими катионами и образуют с ними очень мало растворимые карбонатные соли, которые выпадают в осадок.
Твердость воды является традиционной мерой способности воды реагировать с мылом. Для жесткой воды требуется значительное количество мыла для получения пены, что также приводит к уменьшению количества труб горячей воды, котлов и других бытовых приборов. Жесткость воды вызвана растворенными поливалентными металлическими ионами. В пресных водах основными вызывающими твердость ионами являются кальций и магний; ионов стронция, железа, бария и марганца. Твердость может быть измерена реакцией поливалентных металлических ионов в образце воды с хелатирующим агентом, таким как этилендиаминтетрауксусная кислота, и обычно выражается как эквивалентная концентрация карбоната кальция. Твердость также может быть оценена путем определения концентраций отдельных компонентов твердости и выражения их суммы в терминах эквивалентного количества карбоната кальция.
Ca 2+ + 2HCO 3 — = CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2
Временную жесткость можно устранить кипячением — отсюда и ее название. Аквариумисту невредно знать карбонатную жесткость воды в своих аквариумах. Это важный гидрохимический показатель, который часто приводится в справочной литературе, касающейся условий содержания и нереста рыб. Важно учитывать этот показатель и при выращивании многих аквариумных растений. Большинство аквариумистов уверенно, что с помощью продающихся в магазинах капельных тестов на карбонатную жесткость (КН) они определяют именно её. Но это забавное НЕДОРАЗУМЕНИЕ! Капельные тесты для аквариумистов-любителей, как в прочем и классический метод определения карбонатной жесткости путем титрования пробы воды соляной кислотой, измеряют вовсе не жесткость как таковую, то есть не концентрацию ионов кальция и магния, а щелочность — концентрацию в растворе гидрокарбонатных ионов . Гидрокарбонатные ионы могли оказаться в воде не только при растворении солей кальция и магния, поэтому судить о наличии ионов Ca 2+ и Mg 2+ по содержанию гидрокарбонатных ионов можно далеко не всегда. Но, обо всем по порядку…
Жесткость воды, методы ее определения
Степень твердости питьевой воды может быть классифицирована по концентрации ее карбоната кальция следующим образом: мягкая, от 0 до. Хотя твердость вызвана катионами, ее часто обсуждают в терминах карбонатной и некарбонатной жесткости. Твердость карбоната относится к количеству карбонатов и бикарбонатов, которые могут быть удалены или осаждены из раствора кипячением. Этот тип твердости отвечает за отложение окалины в трубах горячей воды и чайных чайниках. Некарбонатная жесткость обусловлена ассоциацией катионов, вызывающих твердость, с сульфатами, хлоридами и нитратами.
Он также упоминается как «постоянная твердость», потому что его нельзя удалить кипячением. Щелочность, показатель буферной способности воды, тесно связана с твердостью. По большей части щелочность образуется анионами или молекулярными видами слабых кислот, главным образом гидроксидом, бикарбонатом и карбонатом; другие виды, такие как бораты, фосфаты, силикаты и органические кислоты, также могут вносить небольшой вклад. Хотя многочисленные виды растворенных веществ могут способствовать щелочности воды, щелочность выражается в эквивалентном количестве карбоната кальция.
Проведение лабораторного теста на карбонатную жесткость:
Точно отмеряют 50 мл исследуемой воды. Добавляют несколько капель раствора метилового оранжевого, столько, чтобы окраска пробы получилось такой как в левом стаканчике на приведенном ниже рисунке:
При титровании в растворе произойдут следующие реакции:
Поскольку щелочность большинства канадских поверхностных вод обусловлена наличием карбонатов и бикарбонатов, их щелочность близка к их твердости. Основными природными источниками твердости в воде являются осадочные породы, просачивание и сток из почв. В общем, твердые воды происходят в районах с толстыми слоями почвы и известняка. Грунтовые воды обычно сложнее поверхностных вод. Грунтовые воды, богатые углекислотой и растворенным кислородом, обычно обладают высокой сольватирующей способностью; в контакте с почвой или породами, содержащими значительное количество минералов, таких как кальцит, гипс и доломит, могут иметь место уровни твердости до нескольких тысяч миллиграммов на литр.
H + + HCO 3 — H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O
Давайте сравним это и приведенное выше уравнение, которое показывало, что происходит с гидрокарбонатом кальция при кипячении. Как и при кипячении, конечными продуктами этих реакций являются вода и углекислый газ. Только вот кальций никак тут не участвует. Это и понятно, ведь ионы водорода, которые поступают в тестируемую воду при добавлении туда соляной кислоты, вступают в реакцию не с ионами кальция, а именно с гидрокарбонатными ионами.
Кислоту удобно набрать в шприц до отмеченного заранее деления и из него дозировано добавлять в раствор. Сначала порции кислоты могут быть относительно большими, но к концу титрования надо быть аккуратным и осторожным, цвет может поменяться буквально от одной капли. Способность тестируемой воды реагировать с ионами водорода по мере добавления кислоты будет постепенно уменьшаться и, наконец, окажется почти совсем исчерпанной — кончатся гидрокарбонатные ионы и последняя капля кислоты резко сместит в сторону кислых значений, так как связывать возникающие при ее диссоциации в воде ионы водорода уже будет «некому». При величине рН меньшей чем 4.3 гидрокарбонатных ионов в растворе уже нет (подробнее об этом рассказано ). Индикатор при этом значении рН изменит цвет раствора с желтого на оранжевый. Тут титрование надо будет прекратить. Титровать надо не торопясь, аккуратно перебалтывая воду в стаканчике. Лучше проделать эту процедуру несколько раз, точно засекая какой объем кислоты был израсходован. Затем вычислить СРЕДНИЙ ОБЪЕМ пошедшей на титрование кислоты. Зная этот объем рассчитывают карбонатную жесткость по формуле:
Двумя основными промышленными источниками твердости являются неорганическая химическая и горнодобывающая промышленность. Промышленные источники кальция и магния были кратко обсуждены в обзорах кальция и магния. Уровни твердости в Приморских провинциях не контролировались. В обзоре национального качества воды в качестве представителя канадских вод было выбрано 41 место.
Способы определения карбонатной жесткости воды
Эти города были в Онтарио и Саскачеване. Катионы, которые являются основными факторами, влияющими на твердость — кальций и магний, не являются непосредственной проблемой общественного здравоохранения. Эти параметры обсуждаются далее в отдельных обзорах.
Жесткость карбонатная (мг-экв/л) = (1000*С кислоты *V кислоты ):V воды
Где С кислоты — концентрация кислоты в молях (М/л), V кислоты — объем раствора кислоты использованный при титровании (мл), V воды — объем пробы воды, взятой для титрования (мл).
Если С кислоты = 0.05 М , а V воды = 50 мл , то
Жесткость карбонатная (мг-экв/л) = (1000*0.05*V кислоты ):50 = V кислоты
Ряд эпидемиологических исследований, в том числе в Канаде, Англия, Австралия и Соединенные Штаты, предположили, что существует обратная статистическая корреляция между жесткостью питьевой воды и некоторыми типами сердечно-сосудистых заболеваний. Другие работники, — сообщили, что существенные корреляции не могут быть продемонстрированы. Поэтому нельзя сделать никаких выводов.
Был проведен ряд других исследований, чтобы определить, существуют ли какие-либо связи между жесткостью питьевой воды и другими заболеваниями, включая рак., Опять же, обратные корреляции не было, но значение этих данных является дискуссионным. Внутреннее водоснабжение часто смягчается добавлением извести и кальцинированной соды или использованием ионообменной цеолитов. Умягчение воды может привести к добавлению в воду высоких уровней натрия, особенно в тех случаях, когда используются некоторые процессы ионного обмена.
Хотя прямая связь между натрием и гипертонией не установлена у людей, считается целесообразным избегать ненужного добавления натрия в питьевую воду. Недавно рабочая группа Всемирной организации здравоохранения по проблемам потребления натрия в питьевой воде рекомендовала «не поощрять тенденции к излишнему потреблению натрия в водоснабжении». Поэтому рекомендуется, чтобы, когда считается, что смягчение воды путем ионного обмена является необходимым, отдельное несдержанное водоснабжение должно быть сохранено для питьевых и кулинарных целей.
Как мы уже отмечали, гидрокарбонатный ион может поступать в воду не только при растворении карбонатов кальция и магния, но и при растворении иных солей. Всем известная питьевая сода являет собой пример такого соединения: NaHCO 3 . Если внести питьевую соду в аквариум, то растворившись она даст ионы натрия и гидрокарбоната (о том, как растворяются соли в воде рассказано в статье о минерализации воды). Гидрокарбонатные ионы, как мы уже знаем, присоединяют к себе ионы водорода, поэтому вода в аквариуме от внесения питьевой соды становится менее кислой или приобретает щелочную реакцию — тут все зависит от дозы. Вот Вам и средство рН+! Питьевой содой и на самом деле пользуются многие аквариумисты. Небольшие ее добавки действительно застрахуют от неожиданных скачков рН. Решить достаточно соды внесено или нет можно измерив щелочность. Зная щелочность, вы можете оценить насколько вода в вашем аквариуме способна противостоять закислению — как говорят оценить БУФЕРНОСТЬ. Если щелочность пресной воды низкая (менее 1 мг-экв/л, или 2.804 о КН ), то и буферность ее невелика. Такая вода может резко скиснуть, например при пропуске очередной или при выключении аэрации на ночь. Интервал значений щелочности 1.2-1.8 мг-экв/л, или 3 — 5 о КН пригоден для большинства рыб и растений. Буферность воды при этом будет вполне достаточной для поддержания стабильной активной реакции воды — рН. Обычно щелочность аквариумной воды как раз и оказывается в указанном интервале или даже имеет еще большие значения — 2.5 мг-экв/л, или 7 о КН и выше (в этом случае возможны проблемы с выращиванием многих растений и нашествия водорослей). Но в регионах с мягкой слабокислой водой она может быть очень низкой. Так, в большинстве районов Петербурга водопроводная вода имеет щелочность 0.5 мг-экв/л. Поэтому многие любители африканских цихлид, для которых кислая вода — это нож острый, искусственно ее поднимают с помощью питьевой соды. Но! Если вы вносили в аквариум соду, чтобы поднять и стабилизировать рН, то вам не надо удивляться, если «карбонатная жесткость» вдруг превысит общую. Кстати, есть и природные воды с карбонатной жесткостью, превышающей общую, например, вода озера Танганьика. Этот результат может удивить, если не знать, что на самом деле определяет тест на карбонатную жесткость. Если вы вносили в воду аквариума NaHCO 3 , то есть не связанные с кальцием и магнием гидрокарбонатные ионы, то, естественно, их будет больше, чем ионов Са 2+ и Мg 2+ . Вот в этом и состоит суть парадокса, когда вполне логичная формула:
Смешивание с более мягкой водой
В районах с жесткой водой бытовые трубы могут забиваться с помощью шкалы; жесткие воды также вызывают инкрустации на кухонную утварь и увеличивают потребление мыла. Таким образом, жесткая вода является и неприятностью, и экономическим бременем для потребителя.
Одновременное определение общей некарбонатной и карбонатной жесткости воды с помощью прямой потенциометрии. Качество поверхностных вод в Канаде — обзор. Отдел качества воды, Управление внутренних вод. Химия для инженеров-сантехников. 2-е издание. Промышленные водные ресурсы Канады. Сфера применения, процедура и интерпретация обследований. Принцесса королевы, Оттава.
Общая жесткость = Постоянная жесткость + Временная жесткость
не выполняется из-за того, что временная больше общей .
Понимание сути вещей порой позволяет творить чудеса, по крайней мере в глазах человека несведущего. Приносят нам как-то аквариумную воду на анализ. Надо мол разобраться рыбки всё дохнут и дохнут. На вопрос, измеряли ли рН? Нас заверили, что с рН совершенно точно все нормально. Ладно. Начали с измерения общей жесткости, потом карбонатную определили. Получилось, что карбонатная в несколько раз общую превосходит. Тут все уже ясно. Спрашиваем — зачем столько соды в аквариум насыпаете? Очень удивились, как мы про соду узнали. Оказывается добавление соды при каждой подмене воды — это де секретный и особо эффективный метод подсказанный по знакомству одним знатоком. Он, мол, гарантирует неизменно замечательный и оптимальный рН. Даже если чистить аквариумы редко, то вода не закиснет. Закиснуть-то она не закиснет. Но каково значение рН? Вы измеряли? Он же у вас больше 8 будет. А рыбки не только от кислой воды мрут . Нет отвечают, мы не измеряли. Сделали тест на рН. Он и в самом деле показал значение больше 8!
Определения и классификация естественно мягких и естественно жестких вод. Химические и физические характеристики воды в некоторых государствах-членах Европейского сообщества. В: Твердость питьевой воды и общественного здоровья. Труды Европейского научного коллоквиума, Люксембурга.
Качество потока в Аппалачии, связанное с дренажом угольных шахт, В: Качество воды в напряженной среде: показания в гидрологии окружающей среды. Национальный банк данных о качестве воды. Директорат по внутренним водам, Отдел качества воды, Окружающая среда Канады.
А Вы измеряете рН в своем аквариуме, или он у Вас и так «хороший»?
* Здесь мы несколько упростили ситуацию. Все сказанное верно, если рН аквариумной воды 8.3 и ниже. Если же этот показатель выше значения 8.3, то в воде возможно присутствие не только гидрокарбонатов, но еще и карбонатов и даже гидроксидов щелочных металлов. В этом случае при добавлении кислоты в воду будут последовательно происходить следующие реакции:
OH — + H + -> H 2 O
CO 3 2 — + H + -> HCO 3 —
HCO 3 — + H +
Воды озера Гурон и озеро Верхнее. Доклад Международной совместной комиссии. Онтарио Министерство окружающей среды. Данные о качестве воды, озер и рек Онтарио. Отдел водных ресурсов. Связь между смертностью и жесткостью воды в Канаде. Краткое описание работы, системы водоснабжения Городская и частная секция, Отдел контроля загрязнения. Бюро эпидемиологии, здравоохранения и социального обеспечения Канады.
Ишемическая болезнь сердца, жесткость воды и миокардиальный магний. Внезапная смерть и ишемическая болезнь сердца. Распространенность и патологические изменения ишемической болезни сердца в жесткой воде и в области мягкой воды. Твердость водоснабжения и сердечно-сосудистых заболеваний. К. цитируется в справочнике. Жесткость воды и сердечно-сосудистые заболевания.
8 Лабораторная работа №16
Жесткость воды, методы ее определения
Цель работы: познакомиться с понятием жесткости воды; овладеть методиками определения общей, временной (карбонатной) и постоянной (некарбонатной) жесткости воды методами потенциометрического и кислотно-основного титрования.
Твердость питьевой воды и сердечно-сосудистых заболеваний. Соотношение качества питьевой воды и сосудистых заболеваний. Эпидемиологическое исследование внезапной смерти в труднодоступных и мягких акваториях. Смертность и жесткость местных водоснабжения.
Клинические и биохимические показатели среди мужчин, живущих в труднодоступных и мягких акваториях. Записи о потреблении воды в Брисбене и сезонности при местной смерти. Связь между смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний и обработанной водой. Изменение в штатах и 163 крупнейших муниципалитетах.
Оборудование и реактивы: 0,1н. соляная кислота; 0,1н. раствор трилона Б; индикаторы: эриохром черный кристаллический, фенолфталеин, метиловый оранжевый; аммиачный буфер; рН-метр; магнитная мешалка; бюретки; пипетки на 100 мл или мерные цилиндры; колбы на 250 мл и 500 мл; стаканы на 200 – 250 мл; мерные колбы на 200 мл; бумажные фильтры.
8.1 Теоретические пояснения
Здоровье и экономические аспекты жесткости воды и коррозионной активности. Смертность и жесткость воды в трех сопоставленных сообществах в Лос-Анджелесе. Фатальная артериосклеротическая болезнь сердца, жесткость воды у себя дома и социально-экономические характеристики.
Природная вода в своем составе всегда содержит различные примеси: соли и газы, механические примеси, находящиеся во взвешенном состоянии, эмульсии, гидрозоли и другие образования. Некоторые соли, присутствующие в воде, вызывают ее жесткость.
Жесткость воды – это совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней катионов Ca 2+ и Mg 2+ , реже Fe 2+ .
Объяснение вариаций смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в районе мягкой воды. Водные составляющие и микроэлементы в связи с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Проблемы, связанные с металлами в питьевой воде. Обзор и последствия текущих и прогнозируемых исследований за пределами европейских сообществ.
Твердость карбоната или временная твердость
Контроль коррозии питьевой воды. Потенциальные аспекты общественного здравоохранения в отношении микроэлементов и качества питьевой воды. Цели качества питьевой воды.
Некарбонатная или постоянная твердость
В жесткой воде ухудшается пенообразование и увеличивается расход мыла при стирке, так как часть содержащихся в нем растворимых солей жирных кислот переходит в нерастворимое состояние:
2C 17 H 35 COONa + CaSO 4 = (C 17 H 35 COO) 2 Ca + Na 2 SO 4 .
При этом также ухудшается качество тканей вследствие осаждения на них нерастворимых кальциевых и магниевых солей высших жирных кислот.
Позвоните в отдел общественных работ в мэрии и попросите копию, они обычно отправят вам одну бесплатную версию. Отчеты о качестве воды в основном ориентированы на законы о безопасной питьевой воде, касающиеся загрязнений, таких как пестициды, бактерии и токсичные металлы.
В качестве пивоваров нас интересуют вторичные или эстетические стандарты, которые имеют отношение к вкусу и рН. При оценке пивоваренной воды необходимо учитывать несколько важных ионов. Основными ионами являются кальций, магний, бикарбонат и сульфат. Натрий, хлорид и сульфат могут влиять на вкус воды и пива, но не влияют на рН затора, как и другие. Концентрации ионов в воде обычно обсуждаются как части на миллион, что эквивалентно миллиграмму вещества на литр воды. Описания этих ионов следуют за докладом о воде.
В воде с повышенной жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, так как катионы кальция образуют с белками нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький вкус.
Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 ммоль экв./л . По величине жесткости воду условно подразделяют на мягкую (до 4 ммоль экв./л ), средней жесткости (4 – 8 ммоль экв./л ), жесткую (8 – 12 ммоль экв./л ) и очень жесткую (более 12 ммоль экв./л ).
Общая жесткость складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной). Карбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция, магния, а иногда также и гидрокарбоната железа (II). Этот вид жесткости можно устранить кипячением:
Ca (HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3 ) 2
2MgCO 3 + H 2 O
(MgOH) 2 CO 3 +H 2 O
Fe(HCO 3 ) 2
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2 H 2 O 4Fe(OH) 3 .
При кипячении воды растворенные в ней гидрокарбонаты разлагаются, и карбонатная жесткость сильно снижается, однако полного устранения карбонатной жесткости не происходит вследствие того, что карбонаты кальция и магния несколько растворим в воде.
Наряду с понятием карбонатная жесткость, используется термин устранимая жесткость. Это та величина, на которую понижается жесткость при десятиминутном кипячении воды. Жесткость, оставшаяся после кипячения воды, называется постоянной жесткостью.
Для уменьшения карбонатной жесткости применяют также метод известкования:
Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2CaCO 3 + 2H 2 O
Mg(HCO 3 ) 2 + 2Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + 2CaCO 3 + 2H 2 O.
Некарбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде растворимых, устойчивых к нагреванию солей кальция и магния. Чаще всего это сульфаты и хлориды.
Некарбонатную жесткость можно устранить обработкой воды карбонатом или фосфатом натрия:
MeSO 4 + Na 2 CO 3 MeCO 3 + Na 2 SO 4 .
Для устранения жесткости применяют также катиониты. Это ионообменные смолы и алюмосиликаты, содержащие в своем составе подвижные катионы, например, Na + , H + , способные обмениваться на катионы среды. Если пропускать воду через слои катионита, то его подвижные катионы будут обмениваться на катионы кальция и магния, при этом катионы жесткости остаются в катионите, а подвижные ионы катионита переходят в раствор. При помощи Н + -катионирования умягчают воду с преобладанием карбонатной жесткости, а при помощи Na + -катионирования – с преобладанием некарбонатной жесткости.
Для умягчения воды можно также использовать и физические методы: электродиализ, ультразвуковую, магнитную и магнитно-ионизационную обработку воды.
Жесткость воды определяется аналитически.
Карбонатную (устранимую или временную) жесткость воды определяют титрованием воды соляной кислотой:
Са(НСО 3 ) 2 + 2НС1 = CaCI 2 + 2 H 2 O + 2С O 2
Mg (HCO 3 ) 2 + 2НС1 = MgCl 2 + 2Н 2 О + 2СО 2
Точку эквивалентности можно определить либо потенциометрическим титрованием с помощью рН-метра (определение объема раствора соляной кислоты в точке скачка рН), либо титрованием в присутствии кислотно-основных индикаторов (чаще всего метилового оранжевого).
Для выбора соответствующего кислотно-основного индикатора необходимо построить интегральную кривую титрования на основании данных потенциометрического титрования, а затем выбрать такой индикатор, интервал перехода окраски которого попадает в область скачка рН на кривой титрования. В таблице 8.1 приводятся интервалы перехода окраски для некоторых индикаторов.
Таблица 8.1 – Характеристики наиболее часто применяемых кислотно-основных индикаторов
Интервал перехода окраски,
Изменение окраски раствора при возрастании рН
Жесткость воды – это совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней катионов Ca 2+ и Mg 2+ , реже Fe 2+ .
Давайте будем совместно делать уникальный материал еще лучше, и после его прочтения, просим Вас сделать репост в удобную для Вас соц. сеть.
