Bài giảng Nước cứng & nước phèn

Nội dung text: Bài giảng Nước cứng & nước phèn

1. CNH NƯỚC CỨNG & NƯỚC PHÈN K35 Giáo viên: Nguyễn Thị Ánh Hồng THÀNH VIÊN NHÓM 10: TÊN MSSV TRẦN VĂN ĐƯỢC 2092126 NGUYỄN THÀNH ĐÔNG 2092125 NGUYỄN THỊ ÁNH DƯƠNG 2092124 NGUYỄN QUANG LƯƠNG 2096790 LÊ THỊ TUYẾT XUÂN 2096803
2. NỘI DUNG BÁO CÁO ❖ Giới thiệu chung ❖ Nước Cứng ➢ Những vấn đề liên quan đến nước cứng ❖Nước phèn ➢ Những vấn đề liên quan đến nước phèn ❖Tài liệu tham khảo
3. Nước là gì? ✓ Nước là khoáng chất phổ biến trên bề mặt trái đất. ✓ Nước bao phủ ¾ bề mặt trái đất. ✓ Nước rất cần cho cuộc sống sinh vật, cho sinh hoạt và sản xuất của con người. ✓ Thành phần nước trong tự nhiên: Na+,K+,Ca2+,H+, - 2- - Cl ,SO4 ,HCO3 , ✓ Nước rất quan trọng như vậy nhưng nó đã bị nhiễm phèn, bị ô nhiễm, bị độ cứng của nước xâm hại. => Nên ta phải có trách nhiệm cải tạo nước.
4. Hình Thành Nước Cứng Nước cứng được hình thành từ trong các ۩ nham thạch trầm tích và thổ nhưỡng có tính tan các ion kim loại thấm vào nước. Sự bào mòn các của các ngọn núi, sự sạt lỡ ۩ của các núi đá, bờ đê do mưa bão, lũ lụt, :Hiện tượng xâm thực của nước ۩ Cao + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Hiện nay còn do các nhà máy, xí nghiệp thải ۩ nước thải trực tiếp ra ao, hồ, sông, suối, Không qua sử lý và còn do rác thải con người.
5. Hình Thành Nước Cứng(tt)
6. Nước cứng là gì? ☺Độ cứng của nước chứa ion M2+,ở dạng lỏng nên thường gọi là nước cứng. ☺Nước cứng là nước tự nhiên chứa từ 3 mgđl/l các cation Ca2+ và Mg2+ ngày ngày nay còn có cả Fe2+, ☺ Nước chứa ít các ion trên gọi là nước mềm. (các ion Ca2+,Mg2+,Fe2+, kí hiệu là M2+ ) ☺Nước có lượng ion M2+ 12mgđl/L là nước rất cứng. ☺Nước mềm nhất trong tự nhiên là nước mưa. ☺Nước cứng nhất trong tự nhiên là nước biển. ☺Nước cứng phổ biến ở vúng núi đá hay nước ngầm như Sapa, Bắc Sơn Lạng Sơn, Lào Cai, Yên Bái, Theo quy định nước uống: độ cứng không vướt quá 4 mgđl/l
7. Đặc Điểm của nước cứng .Nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng۝ ,+Trong nước chứa các loại ion: Ca2+, Mg2+, Na۝ 2+ - - - 2- 2- Fe , Cl , HCO3 , NO3 , CO3 , SO4 , Tạo các cặn trong nồi hơi, làm hạ thấp số cấp nhiệt۝ dẩn đến làm nổ nồi hơi. to PỨ: M(HCO3)2 → MCO3↓ + H2O + CO2↑ ,Gây kết tủa làm thay đổi thành phần của thuốc۝ nước trà. Làm kết tủa gốc acid trong xà phòng, tạo muối۝ không tan bám vào vải làm mục quần áo, làm xà phòng ít tạo bọt. 2C17H35COONa + CaCl2 → (C17H35COO)2Ca↓ + 2NaCl
8. Đặc Điểm của nước cứng(tt) ❖Làm tắc ống dẩn nước trong sản xuất và đời sống ❖Gián tiếp gây ăn mòn thiết bị. ❖Làm thí nghiệm cũng cần nước có độ cứng một chút
9. Đặc Điểm của nước cứng(tt) ❖Làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị ❖Sử dụng nước cứng lâu ngày có nguy cơ mắc bệnh như: ung thư, sỏi thận, tắc ngẻn mạch máu, nó rất dễ gây bệnh về đường ruột và tiêu hóa, ♥ Tuy nó nguy hại như vậy, nhưng nước cứng củng đóng góp một phần nhỏ hàm lượng Caxi, Mg vào chế độ ăn uống hàng ngày của con người đấy. (Nước cứng thường dùng các đơn vị đo: độ dH, ppm, mg đương lượng/L, mg/L. 1mgđl/L = 50mg/L =50ppm, 1dH =17,8mg/L = 17,8ppm )
10. Phân loại nước cứng Nước Cứng có 3 loại: 1. Nước cứng tạm thời: nó chứa các ion 2+ 2+ - Ca , Mg , HCO3 . 2. Nước cứng vĩnh cửu: nó chứa các ion 2+ 2+ - 2- 2- Ca , Mg , Cl , SO4 , CO3 . 3. Nhưng trên thực tế ta thường gặp nhiều là nước cứng toàn phần vì nó chứa cả nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu.
11. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC Phương pháp dân gian: Đun sôi: chỉ áp dụng cho nước cứng tạm thời۞ to Phản ứng: M(HCO3)2 → MCO3↓ + CO2↑ + H2O Khi đun sôi sẽ có một phần muối M2+ kết tủa làm giảm độ cứng của nước. Làm mềm bằng vôi: (pp hóa chất) ít sử dụng vì ۞ nước làm mềm xong thường có màng cặn ở trên. M(HCO3)2 +2Ca(OH)2 →MCO3↓ +2CaCO3↓ +2H2O MSO4 + Ca(OH)2 → M(OH)2↓ + Ca(SO4) ↓
12. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC(tt) Phương pháp hóa chất: Xưa: người ta thường dùng Ca(OH)2, sô đa, Na3PO4, Pứ: MCl2 + 2Na3PO4 →Na3(PO4)2↓ + 6NaCl MSO4 Na2CO3 → MCO3↓ + Na2SO4 => Mục đích của phương pháp này là dùng hóa chất làm kết tủa các cation và anion mang tính cứng để làm giảm độ cứng của nước.
13. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC(tt) Phương pháp hóa chất: (giống trao đổi ion) Ngày Nay: người ta thường dùng các hạt lọc như DC4, DC3, Các hóa chất này nhằm trao đổi các ion mang tính cứng ra khỏi nước sao khi lọc lại, làm cho nước mềm hơn.(DCA)
14. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC(tt) Phương pháp trao đổi ion: Ionit (hay Zeolite) Đây là phương pháp có thể coi là giá thành rẻ nhất. Zeolit là Nhựa trao đổi ion, hợp chất của Natri-alumino- l Si O nH O (hay kali-Zeolite) silicat, công thức: Na2A 2 2 8 2 Cách làm: ta cho nước cứng qua nhựa Zeolite, những ion Na+ trong nhựa sẽ thay thế các ion Ca2+, Mg2+ tạo ra nước mềm. Quá trình xãy ra: 2+ 2+ + (Ca , Mg )→Na2-Zeolite >Ca/Mg(Zeolite) + 2Na (Nước cứng + Nhựa trao đổi Ion >Nhựa + Nước mềm) Sau khi hạt nhựa đã hút được Ca, Mg trở nên bảo hòa, mất tác dụng thì dùng nước muối để tái sinh nhựa trở lại để sử dụng theo phản ứng: Ca/Mg (Zeolite) +2NaCl=>Na2-Zeolite + CaCl2/MgCl2 (Nhựa thải ra)=>(Nhựa trao đổi Ion tái sinh)+(Thải ra)
15. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC(tt) Phương pháp(PP) lọc thẩm thấu ngược (RO) Thẩm thấu ngược là pp ngược với thẩm thấu. Tức là dùng một áp lực đủ để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt để đến nơi không có hoặc có ít muối khoáng hơn. Màng RO là màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0.001 micron. Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chlorine không giống nhau.
16. PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC(tt) Phương pháp(PP) lọc thẩm thấu ngược (RO) Quá trình: Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO. Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài. PP thẩm thấu ngược không phải là phương pháp lọc bằng màng. PP này thường được áp dụng trong công nghệ sản xuất y dược phẩm. Ở nước giàu có, người ta áp dụng nguyên lý này để lọc nước biển sang nước ngọt, đặc biệt cho những tàu thuyền đánh cá xa bờ hay căn cứ ở hải đảo. PP lọc nước R O là một PP hiện đại nhất nhưng giá thành một lít nước xử lý bằng R O gấp 5-10 lần các phương pháp khác, đồng thời lượng nước xử lý rất thấp, không có hiệu quả kinh tế. Nhưng sạch đến 98% đến 99% .
17. Các Máy Móc Hiện Đại Làm Mềm
18. Đây là Gì? Nước nhiễm Phèn không Có Phải Là
19. Nước Phèn là gì ? ❖Nước có nhiều chất sắt, dân gian gọi là nước bị phèn. ❖Nước phèn là nước có độ acid cao, có pH thấp, nước phèn có vị chua. ❖Acid trong nước phèn là sulphuric acid, được tạo thành khi đất phèn (pyrite (FeS2)) tiếp xúc với không khí. ❖Tiêu chuẩn chất sắt trong nước uống không quá 0,5 mg/lít. ❖Nước phèn chủ yếu tập chung ở Đồng Bằng Sông Cửu Long,
20. Quá Trình Hình Thành Nước Phèn Có 4 giai đoạn: 1. Giai đoạn hình hành khoáng Pyrite FeS2: ❖Sự hình thành Pyrite là nguy cơ của phèn hóa đất và nước. ❖Hệ thực vật nước mặn ở vùng gần bờ biển bị mất môi trường sống và phân hủy yếm khí, hàm 2- lượng SO4 trong nước và cây nhiễm mặn chuyển thành H2S rồi chuyển thành khoáng FeS2, tích tụ lại thành tầng dày gọi là đất phèn tiềm tàng.
21. Quá Trình Hình Thành Nước Phèn(tt) 2. Giai đoạn hình thành acid H2SO4: ❖Có nhiều nguyên nhân làm oxy không khí xâm nhập vào đất, tạo cơ hội để vi sinh 3+ vật trong đất oxy hóa FeS2 thành Fe và 2- SO4 → nguyên nhân trực tiếp làm đất và nước nhiễm phèn. 3+ 2- + 4FeS2 + 15O2 +2H2O → 4Fe + 8 SO4 + 4H 2+ + Fe2O3 + C(H2O) + H2O→ Fe + H + CO2 3+ H2SO4, Fe kết hợp với ion kali và nhôm tạo 2 khoáng KFe3(SO4)2(H2O)6 và KAl3(SO4)2(H2O)6 → là chỉ thị cho đất phèn hoạt động.
22. Quá Trình Hình Thành Nước Phèn(tt) 3. Giai đoạn phá hủy Pyrite, hình thành Fe2+: ❖Khi môi trường có tính acid mạnh, làm tăng quá trình phân hủy Pyrite tạo thành Fe2+. 3+ 2+ FeS2 + 2Fe → 3Fe + 2S + 2- 2+ 3+ => Tích tụ H , SO4 , Fe , Al , 4. Giai đoạn hình thành khoáng Halotrichite FeAl2(SO4)4.22H2O : ❖ Nước phèn trong đất chứa khoáng Halotrichite màu trắng xám, rất dễ tan trong nước bị mao dẫn lên mặt đất, nước bóc hơi, Halotrichite mặt đất bị rữa trôi xuống nước do mưa gió, làm nước nhiễm phèn, pH 2+ 3+, 2- thấp và chứa nhiều Fe , Al SO4 ,
23. Đặc Điểm Của Nước Phèn ❖Trong phèn chứa nhiều ion vượt quá liều lượng an toàn nên gây độc hại cho cây trồng trong nông nghiệp và sức khỏe cho con người. ❖Trong nước ngầm Fe2+ hòa tan trong nước khi thoáng khí Fe2+ chuyển thành Fe3+ xuất hiện kết tủa Fe(OH)3 có màu vàng dễ lắng đó là hiện tượng ăn mòn đường ống và dụng cụ chứa. ❖Nước phèn chứa nhiều Fe3+ nên làm nước có vị tanh, màu vàng khó sử dụng như làm vàng quần áo khi giặc, hư hỏng các sản phẩm ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp,
24. Đặc Điểm Của Nước Phèn(tt) ❖Nước phèn gây đóng cặn trong đường ống và các thiết bị khác, làm tắc ống dẩn nước. 2- ❖Nước Phèn Chứa nhiều ion SO4 làm nước có vị chát, với hàm lượng cao có thể gây tiêu chảy, ăn mòn đường ống và bêtông. ❖Tuy nhiên với hàm lượng vừa phải nước phèn cũng cung cấp các ion Fe cần thiết cho cơ thể và các ion khác.
25. Phương Pháp Xử Lý Nước Phèn Phương pháp nhân gian: ❖Bón phân Lân cho cây không những cung cấp dinh dưỡng mà còn góp phần hạ độ phèn. ❖Bón vôi vào đất, nước để thụ động hóa các chất độc làm giảm nhanh độ chua, nâng độ pH của nước lên nhưng rất tốn tiền. ❖Ngày nay người ta còn dung tro bếp để thay thế vôi mà cải tạo nước nhưng chỉ dùng cho sinh hoạt, sao khi xử lý bằng tro bếp và kiểm tra lại bằng nhựa chuối để đảm bảo an toàn. ❖Đối với xử lý nước với liều lượng ít thường là cho vào một cái lu nhỏ dể cho lống cặn và dùng phèn chua hòa tan vào để phèn lắng xuống đáy.
26. Phương Pháp Xử Lý Nước Phèn(tt) ❖Ngoài ra nông dân còn dùng phân hửu cơ như rơm, rác, ủ cho mục rồi bón vào cây, nước cho hấp thụ sắt làm giảm tính phèn. Phương pháp hóa học: ❖Làm thoáng phèn bằng: cung cấp Ôxy, làm Fe2+ thành Fe3+ ,sau đó Fe3+ thủy phân thành Fe(OH)3 ít tan, lắng lại và lọc thô. 2+ + 4Fe + O2 + 10H2O → 4Fe(OH)3 + 8H ❖Dùng Clo, Ozôn, Quỳ tím cũng để tạo ra Fe(OH)3 và cho lắng, sau đó lọc thô.
27. Phương Pháp Xử Lý Nước Phèn(tt) Phương pháp trao đổi ion: (tương tự như nước cứng). ❖Có thẩm thấu ngược có thể loại bỏ nước cứng nhưng cũng đồng thời loại bỏ độ phèn. ❖Cho nước đi qua vật liệu trao đổi ion, (ở nước cứng) Các ion Fe2+ sẽ trao đổi với các ion H+ và Na+ trong thành phần của vật liệu lọc. Kết quả là Fe2+ được giữ lại trong thành phần của vật liệu lọc. Các ion Ca2+ và Mg2+ cũng tham gia trong quá trình này. Phương pháp này vừa cho hiệu quả khử sắt cao, vừa làm mềm nước.
28. Phương Pháp Xử Lý Nước Phèn(tt) ❖ Ngày nay nước phèn thường được xử lý bằng DS3 là hệ thống lọc xử lý nước. ❖ DS3 được xử lý nghiêm ngặt, phơi khô, hấp ở nhiệt độ cao, nghiền và gia nhiệt tới 600 phút và được sàng lọc lại, mới đưa ra với hạt màu đen đậm. ❖ Thùng lọc cho vật liệu DS-3 rất đơn giản, Vòi nước ra từ lớp lọc cuối cùng là cát, sỏi, trên lớp cát sỏi là vật liệu DS-3 dày khoảng 20-30cm. Để lọc một số loại cặn của nguồn nước kênh, mương, nên rải một lớp cát mịn nữa lên trên. Từ đó ta sẽ thu được sạch. ❖ Ngoài phương pháp trao đổi trên còn có pp KDF 85, pp thích hợp với hộ gia đình, được dựa trên nguyên tắc trao đổi ion, Đó là một hợp chất giữa Đồng và Kẽm, được hoạt tính hóa, vừa có thể trao đổi ion với Fe2+ vừa khử được mùi tanh, khử khuẩn mà không cần bất cứ hóa chất gì
29. Các Máy móc Hiện Đại Khử Phèn
30. Tài Liệu Tham Khảo ❖Trang web wikipedia. ❖Thư viện điện tử violet. ❖Trang Wed hóa học phổ Thông. ❖Trang Wed hóa học tài nguyên Nước. ❖Sách Hóa Vô Cơ – Hoàng Nhâm ❖Trang Wed ebook.
31. CNH K35