Магний, кальций и жёсткость воды
Рассмотрим типичные соединения Mg и Ca и причину жёсткости. Различим временный гидрокарбонатный компонент и соли, которые не удаляются простым кипячением.
Чему научимся
- Связывать два внешних электрона с ионами +2
- Записывать реакции соединений Ca
- Объяснять временную и постоянную жёсткость
Разбираемся в теме
Элементы и вещества
Mg имеет оболочку 2,8,2, Ca — 2,8,8,2, оба относятся к группе 2 и дают типичные ионы +2. Это серебристо-белые твёрдые металлы с относительно малой плотностью, проводящие тепло и ток; в природе они входят в минералы и соли. Mg горит с образованием MgO, Ca реагирует с холодной водой. Для Mg важны температура и плёнка: с паром при нагревании Mg + H₂O → MgO + H₂.
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ выделяет тепло; в записи учителя наблюдают разогрев. Ca(OH)₂ нейтрализует кислоты и с CO₂ даёт CaCO₃. Карбонат кальция входит в известняк и мел, сульфатные материалы связаны с гипсом. Роль соединения в природе или строительстве не означает допустимости его употребления.
Соли в воде
Жёсткость обусловлена прежде всего растворёнными Ca²⁺ и Mg²⁺; они образуют с мыльными компонентами малорастворимые соединения, ухудшая пенообразование. Временная жёсткость связана с гидрокарбонатами. Для кальция Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O при кипячении объясняет выпадение части солевого компонента.
Постоянная жёсткость может быть обусловлена хлоридами и сульфатами и не устраняется одним кипячением. Химическое осаждение или ионный обмен применяют в выбранных технологиях: Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓. Умягчение не является полной очисткой от любых загрязнений и не автоматически подтверждает питьевую пригодность.
Разобранные примеры
Какая масса CaCO₃ соответствует полному осаждению 0,02 моль Ca²⁺ в модельной очистке? M(CaCO₃) = 100 г/моль.
- По Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃ отношение иона и осадка 1:1.
- n(CaCO₃) = 0,02 моль при достатке карбонатного реагента.
- m = 0,02 × 100 = 2 г; модель не учитывает остаточную растворимость и примеси.
Ответ. Теоретически образуется 2 г CaCO₃, который затем нужно отделить и правильно обработать.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Жёсткость воды
- Характеристика содержания прежде всего кальциевых и магниевых растворённых компонентов.
- Временная жёсткость
- Гидрокарбонатный компонент жёсткости, который может уменьшаться при кипячении.
- Ионный обмен
- Технологический процесс замены одних ионов другими на специально выбранном материале.
Связь с программой
Тема: свойства элементов и соединений. Раздел: Неметаллы и металлы.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 9, 12, 34, 47, 48, 49
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия