Metoda var-sodă
Metoda var-sodă este o metodă de demineralizare a apei. Se numește astfel deoarece folosește var și sifon .
Această metodă constă în descompunerea durității apei , în principal datorită ionilor de calciu și magneziu și a sărurilor de acid carbonic și acid sulfuric , prin eliminarea pentru precipitare a acestora atunci când sunt în compuși puțin solubili .
Practic, bicarbonații formează așa-numita duritate temporară (duritate care ar putea fi eliminată prin fierbere), în timp ce sulfații formează duritate permanentă . Eliminarea durității temporare nu se realizează prin fierbere datorită costurilor ridicate pe care le-ar produce acest proces, cu siguranță mult mai mari decât cele necesare pentru realizarea metodei var-sodă. Din acest motiv, ultima metodă este întotdeauna preferată la nivel industrial. Cu toate acestea, procesul se desfășoară de obicei la o temperatură de 60-70 ° C pentru a facilita îndepărtarea bicarbonatelor.
Reducerea temporară a durității
Pentru reducerea durității temporare (bicarbonate) se folosește var var (CaO) sau oprit (Ca (OH) 2). Este important să subliniem că utilizarea varului viu duce, de asemenea, la formarea de var stins în orice caz. Acest compus, de fapt, reacționează cu apa în conformitate cu următoarea reacție:
CaO + H2O → Ca (OH) 2
Varul stins, în contact cu bicarbonatul de calciu , generează următoarea reacție:
Ca (OH) 2 + Ca (HCO 3 ) 2 → 2CaCO 3 + 2 H 2 O
Această reacție apare deoarece atât varul, cât și bicarbonatul de calciu sunt solubile în apă, iar în soluție apar sub formă ionică ( Ca (OH) 2 → Ca 2+ + 2OH - ; Ca (HCO 3 ) 2 → Ca 2+ + 2HCO 3 - ). În aceste condiții , ionul OH - reacționează cu HCO3 ion - pentru a forma H 2 O și CO 3 2-; acesta din urmă, atunci, reacționând cu calciu va forma carbonatul de calciu insolubil, care va precipita.
Carbonat de calciu CaCO3, fiind nu foarte solubilă în apă, precipitați, eliminând duritatea derivând din bicarbonat de calciu (Ca (HCO 3) 2).
Cu toate acestea, în contact cu bicarbonatul de magneziu , varul stins generează reacția:
Ca (OH) 2 + Mg (HCO 3 ) 2 → Ca (HCO 3 ) 2 + Mg (OH) 2
Hidroxidul de magneziu ( Mg (OH) 2 ) precipită deoarece nu este foarte solubil, în timp ce bicarbonatul de calciu este eliminat făcându-l să reacționeze cu alt var, generând reacția anterioară. Aceste reacții sunt declanșate și de faptul că în soluție reactanții se găsesc sub formă ionică.
Pentru a obține eliminarea completă a durității, trebuie efectuat un calcul preventiv al cantității de var care trebuie turnată în soluție. Acest calcul ia în considerare faptul că pentru a elimina un mol de bicarbonat de calciu este necesar un mol de var, în timp ce pentru a elimina un mol de doi moli de var sunt necesare bicarbonat de magneziu.
Reducerea durității permanentă
Pentru a reduce duritatea permanentă (sulfați, cloruri și nitrați), se folosește sodă ( Na 2 CO 3 ). În contact cu sulfatul de calciu ( CaSO 4 ), provoacă reacția:
CaSO 4 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + Na 2 SO 4
Carbonatul de calciu precipită deoarece nu este foarte solubil, în timp ce sulfatul de sodiu rămâne în soluție, neputând fi eliminat în acest proces.
Cu toate acestea, în contact cu sulfatul de magneziu , soda determină reacția:
MgSO 4 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + Na 2 SO 4
Sulfatul de sodiu rămâne totuși în soluție, în timp ce carbonatul de magneziu poate fi eliminat cu var conform reacției descrise mai sus, în ceea ce privește duritatea temporară.
Pentru a calcula cantitățile de compus care trebuie turnate în apă, este necesar să se ia în considerare faptul că, pentru a elimina un mol de sulfat de calciu, este necesar un mol de sodă, în timp ce pentru un mol de sulfat de magneziu, un mol de sodă și unul aluniță de var sunt necesare.
În acest calcul, este necesar, de asemenea, să se ia în considerare faptul că prezența dioxidului de carbon dizolvat în apă provoacă reacția:
CO 2 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O
Problema cu această reacție nu este atât de mult produsele sale, deoarece carbonatul de calciu este foarte insolubil și, prin urmare, precipită, dar este faptul că o parte din var este consumată și eliminată din reacția cu bicarbonate de calciu și magneziu. Din acest motiv, se adaugă de obicei o cantitate în exces de var.
Pentru a elimina excesul de var, se adaugă o anumită cantitate de sodă în plus față de doza calculată stoichiometric. Acest exces de sodă reacționează cu excesul de var consumându-l:
Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NaOH
Prezența hidroxidului de sodiu la sfârșitul procesului are un efect dublu: pe de o parte conferă apei un pH de bază, caracteristică care le protejează atunci când este utilizat în contact cu țevi metalice, pe de altă parte, dacă este utilizat în cazane. , poate provoca fenomen de fragilitate caustică .
Este bine să ne amintim că metoda var-sodă nu elimină complet duritatea apei, dar permite reducerea acesteia până la valori sub 5 ° F ( grade franceze )
Bibliografie
- Duritatea apei , pe web.tiscali.it . Adus 29-10-2007 .
- Purificarea apei - Wikibooks , pe it.wikibooks.org . Adus 29-10-2007 .
