روش تبادل یونی

آب سخت:

هيچکدام از ما در پاکي تميزي آب باران شک نداريم، آبي که تمام مواد آن محلول و معلق آن

 

طی تشکيل ابر جدا شده حين نزول بصورت باران مقداری از CO₂ هوا را در خود حل

 

ميکند و بصورت يک اسيد ضعيف که pH آن از 7 کمتر است در مي­آيد.

 

 اين آب هنگام عبور از سنگهاي زيرزمينی يونهايي مانند Ca²⁺، Mg²⁺ و Fe²⁺ را در

 

خود حل می­کند که باعث آلوده شدن طبيعی آب ميشود.

 

وجود املاح گفته شده در آب باعث مي­شود صابون معمولي در آن کف نکند، از اينرو اين

 

آب ها را آب سخت نامگذاری کردند.

 

سختی موقت و سختی دايم :

تابحال به ستونهای آهکي ايجاد شده درون غارها دقت کرديد؟ می­دانيد علت تشکيل اين

ستونها که به استالاکتيت و استالاگميت معروف هستند، چيست؟

 

اگر همان آب سختي که در بالا صحبتش را کرديم کمی گرم تر شود يونهای کلسيم خود را

بصورت کربنات کلسيم رسوب مي دهد. اين دقيقاً همان رسوبي است که در کتري خانه خود

مشاهده می­نماييد. و ممکن است آب گرمکن يا شوفاژ منزل شما را برای مدتی از کار

بياندازد.

 

اين رسوبات در واقع سختي آب هستند که با گرما از آب خارج ميشوند. در واقع واکنشی که

 

آب باران با سنگهای آهکی زيرزمينی انجام گرفته و منجر به سختي آب شده با گرم شدن آب

 

سخت برگشت می­پذيرد و سختی آن گرفته ميشود. از اينرو به اين سختی، سختی موقت آب

 

می­گويند.

 

کلسيم هيدروژن کربنات(محلول)   آب باران همراه با CO­₂   +    سنگ آهک

 

(نامحلول)

 

در شرايط مناسب و گرماي کافي عکس واکنش بالا صورت می­گيرد

 

آب + CO₂     +   کلسيم کربنات (نامحلول)         کلسيم هيدروژن کربنات

 

(محلول)

 

 

 

اگر آبهای طبيعي مقدار قابل توجهي يونهای Ca²⁺، Mg²⁺ و Fe²⁺ داشته باشند، نمي­توان

 

سختي آن ها را با گرم کردن از بين برد. آب با اين ويژگي داراي سختی دايم است. برای از

 

بين بردن سختي دايم آب کافي است يونهای عامل سختی را بگونه­اي ته نشين کرد.

 

واکنش سديم کربنات با يونهای کلسيم رسوبات نا محلول کلسيم کربنات را به همراه خواهد

 

داشت.

 

آيا با افزودن سديم کربنات، آب سختی دايم خود را از دست مي­دهد؟

2Na⁺   +    کلسيم کربنات (نامحلول)      سديم کربنات    +    Ca²⁺ (عامل سختی دايم)

 

 

نرم کردن آب سخت:

 

با توجه به زيانهای آب سخت در زندگی روزمره و تاثيرات سوء آن بر اندامهای حياتي،

 

انسان همواره به دنبال روشهايي بوده که سختی آب را کاهش دهد. همانطور که گفته شد

 

سختی موقت آب با گرم کردن آن از بين مي­رود، اما آنچه مهم است سختي دايم آب هاست که

 

براحتی از بين نمي­رود.

 

استفاده از سديم کربنات با وجود ارزاني آن به دليل وقت گير بودن و وسيع بودن امکانات آن

 

در منازل و مراکز صنعتي کوچک به صرفه نيست، از اينرو برای نرم کردن آب از

 

دستگاهي به نام تبادلگر يوني استفاده مي­کنند. در اين دستگاه آب سخت با عبور از روی

 

بستري که حاوي يونهای سديم است کاتيونهای عامل سختي خود را با کاتين سديم جايگزين

 

مي­کند.