Номер 4, страница 250 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

4. Чем карбонатная жесткость воды отличается от некарбонатной?

Жесткость воды — это свойство, обусловленное наличием в ней растворенных солей кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$). Общая жесткость воды складывается из карбонатной и некарбонатной жесткости. Основное различие между ними заключается в типе анионов, связанных с ионами кальция и магния, и, как следствие, в способе их устранения.

Карбонатная (временная) жесткость

Карбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция $Ca(HCO_3)_2$ и магния $Mg(HCO_3)_2$.

Ее называют временной, потому что она устраняется при кипячении воды. При нагревании гидрокарбонаты разлагаются с образованием нерастворимых в воде карбонатов, которые выпадают в осадок, а также углекислого газа и воды. Этот осадок известен как накипь.

Реакции, протекающие при кипячении:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

$Mg(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} MgCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

Некарбонатная (постоянная) жесткость

Некарбонатная жесткость вызвана наличием в воде солей сильных кислот: сульфатов ($CaSO_4$, $MgSO_4$), хлоридов ($CaCl_2$, $MgCl_2$) и нитратов кальция и магния.

Ее называют постоянной, так как она не устраняется кипячением. Эти соли устойчивы к нагреванию и остаются в растворе. Для ее удаления применяют химические методы, например, добавление реагентов (кальцинированной соды $Na_2CO_3$) или использование ионообменных смол.

Пример устранения некарбонатной жесткости с помощью соды:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Таким образом, ключевые отличия заключаются в следующем: по причине (карбонатная жесткость — гидрокарбонаты $HCO_3^-$; некарбонатная — сульфаты $SO_4^{2-}$, хлориды $Cl^-$ и другие анионы сильных кислот), по способу устранения (карбонатная устраняется кипячением, а некарбонатная — нет) и по последствиям нагрева (карбонатная жесткость приводит к образованию накипи).

Ответ: Карбонатная жесткость отличается от некарбонатной типом солей, её вызывающих, и способом устранения. Карбонатная (временная) жесткость обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния и устраняется кипячением, при котором образуется накипь. Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена сульфатами, хлоридами и другими солями кальция и магния, которые не удаляются при кипячении, и для её устранения требуются специальные химические реагенты или ионный обмен.