Химические свойства воды
Молекулы воды отличаются устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000″С водяной пар начинает разлагаться:
Данный процесс называется термической диссоциацией. Поскольку диссоциация воды происходит с поглощением тепла, то согласно принципу Ле Шателье с повышением температуры процесс термической диссоциации смещается в сторону образования водорода и кислорода. Однако даже при 2000°С степень термической диссоциации не превышает 2%. При температурах ниже 1000“С равновесие сдвигается в сторону образования воды.
Вода является очень реакционно-способным веществом:
Вода обладает каталитической способностью
Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся в обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так называемые гидраты газов.
Данные соединения выпадают в виде кристаллов в температурном интервале 0-24 °C. Подобные соединения возникают в результате заполнения молекулами газа межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды, такие соединения называются клатратами.
Жесткость воды.
Жесткость воды является одним из важнейших технологических показателей воды. Пройдя через известковые горные породы и почвы, вода извлекает растворимые гидрокарбонаты кальция, магния и железа (II) 
, а также сульфаты, хлориды, нитраты, силикаты, фосфаты этих металлов. При использовании жесткой воды в качестве теплоносителя на внутренних стенках паровых котлов и трубопроводов осаждаются малорастворимые карбонаты, гидроксиды 
, 
, образуя накипь. Накипь имеет низкую теплопроводность, поэтому вызывает локальный перегрев стенок котла, что может привести к быстрому испарению воды и взрыву. Жесткую воду нельзя использовать для приготовления строительных растворов, она вызывает коррозию металлических конструкций.
Агрессивность жидких сред по отношению к бетону зависит от концентрации углекислого газа и жесткости воды. При отсутствии в воде карбонатов может происходить растворение цементного камня — его выщелачивание (коррозия) и снижение прочности бетона. Замедляющее действие карбонатов на развитие выщелачивания в бетоне начинает оказываться при жесткости воды более 1 ммоль/л.
Анализы показывают, что чем больше карбонатная жесткость, тем выше в ней допустимая для бетона концентрация 
. Вместе с тем, чем больше в среде ионов 
, тем ниже допустимая концентрация . Воздействие воды, содержащей магниевые соли приводит к быстрому разрушению бетона (глубинные грунтовые и морские воды).
Качественная и количественная характеристики жесткости. По качественному составу соединений, имеющихся в воде различают кальциевую жесткость, обусловленную ионами кальция 
, магниевую жесткость -ионами магния 
, железиевую жесткость 
. Гидрокарбонаты 
обуславливают карбонатную или временную жесткость воды 
, остальные растворимые соединения соединения этих металлов — постоянную жесткость воды 
или некарбонатную. Сумма временной и постоянной жесткостей воды называется общей жесткостью воды 
.
Количественно жесткость воды (Ж, ммоль/л) определяется суммарным содержанием миллимоль эквивалентов веществ, содержащихся в воде и обуславливающих жесткость, или веществ, прибавляемых для устранения жесткости:
где 
— масса вещества, г; 
— объем воды, л; 
— молярная масса эквивалента вещества, г/моль. 
40/2 (20 г/моль); 
= 24/2 (12 г/моль); 
= 56/2 (28 г/моль). Молярная масса эквивалентов гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, нитратов, силикатов этих металлов равна половине молярной массы этих солей. Различают природную воду: очень мягкую — с жесткостью до 1,5 ммоль/л, мягкую — от 1,5 до 4, средней жесткости — от 4 до 8, жесткую от 8 до 12, очень жесткую — свыше 12 ммоль/л. Жесткость воды в морях ~ 65 ммоль/л, в океанах ~ 130 ммоль/л. Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 ммоль/л.
Задача. Какова качественная и количественная характеристика жесткости воды, если в 10 л ее содержится 915 мг ионов 
, 840 мг ионов 
в пересчете на 
, 910 мг ионов 
, 560 мг ионов 
, Прочие ионы отсутствуют.
Определение общей жесткости воды. В настоящее время для определения общей жесткости воды используется метод трилонометрического титрования. В основе метода лежит взаимодействие трилона Б (комплексона III), который является двузамещенной натриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) с катионами металлов. Реакцию титрования пробы жесткой воды ЭДТА можно изобразить уравнением:
Метод основан на способности трилона образовывать с катионами металлов (
) малодиссоциированные комплексные соединения. Для связывания освобождающихся ионов Н1 в титруемую пробу вносят аммиачный буфер (pH — 10). Фиксирование эквивалентной точки осуществляется
металлиндикатором, органическим красителем «кислотным хромтемносиним».
Общая жесткость воды по трилонометрическому методу определяется по формуле: 
, ммоль/л
где 
— объем трилона 
— молярная концентрация эквивалентов, трилона Б, моль/л; 
объем исследуемой воды, 
.
Эта теория взята со страницы помощи по химии:
Возможно эти страницы вам помогут:
| Ионно-молекулярные уравнения в химии |
| Физические свойства в химии |
| Методы умягчения воды в химии |
| Диаграмма состояния воды в химии |
