Trong thực tiễn, độ cứng của nước thường được tính theo CaCO3, tức là coi nồng độ mol Ca2+ và Mg2+ thành nồng độ mol của Ca2+, tiếp đó quy đổi nồng độ mol của Ca2+ thành số mg CaCO3 trong 1 lít nước.
Mức độ cứng… Nồng độ CaCO3 (mg/L)… Đặc điểm
Nước mềm (0 – 60) Ít khoáng chất, tạo nhiều bọt khi dùng xà phòng.
Nước hơi cứng (61 – 120) Bắt đầu có dấu hiệu của độ cứng.
Nước cứng trung bình (121 – 180) Xuất hiện cặn vôi khi đun nóng, giảm hiệu quả của xà phòng.
Nước cứng (181 – 300) Tạo nhiều cặn vôi, ảnh hưởng đến sinh hoạt và công nghiệp.
Nước rất cứng (> 300) Rất nhiều cặn vôi, gây nhiều vấn đề nghiêm trọng cho thiết bị và sức khỏe.
Khi phân tích một loại nước tự nhiên thấy đồng thời các muối với khối lượng tương ứng như bảng sau:
Muối…………………Khối lượng (mg/L)
Ca(HCO3)2…………….300,8
MgSO4…………………42,6
NaHCO3……………….80,5
a) Tổng khối lượng của ion Ca2+ và Mg2+ có trong loại nước tự nhiên trên là 78,6 mg/L.
b) Nước tự nhiên trên thuộc loại nước cứng trung bình.
c) Có thể làm mềm loại nước trên bằng phương pháp trao đổi ion.
d) Có thể làm mềm loại nước trên bằng cách đun sôi.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai
mCa2+ + mMg2+ = 300,8.40/162 + 42,6.24/120 = 82,8 mg/L
(b) Sai
nCa2+ + nMg2+ = 300,8/162 + 42,6/120 = 2,2118 mmol/L
Quy đổi thành CaCO3 thì độ cứng là 2,2118.100 = 221,18 mg/L, nằm trong khoảng 181 – 300 nên xếp vào loại nước cứng.
(c) Đúng, phương pháp trao đổi ion làm mềm được mọi loại nước cưng.
(d) Đúng
Khi đun sôi:
Ca(HCO3)2 —> CaCO3 + CO2 + H2O
MgSO4 + 2NaHCO3 —> MgCO3 + Na2SO4 + CO2 + H2O
Phản ứng đầu đã loại bỏ được Ca2+. Xét phản ứng thứ 2
nMgSO4 = 42,6/120 = 0,355 mmol/L
nNaHCO3 = 80,5/84 = 0,958 > 2nMgSO4 nên Mg2+ cũng kết tủa hết.
Vậy nước sau đun nóng là nước mềm.