Orientační rozlišení tvrdosti vody
časová náročnost | 10 minut |
typ pokusu | žákovský |
zařazení dle RVP | chemie, environmentální výchova |
Princip
Tvrdost vody je vlastnost, která vyjadřuje obsah rozpuštěných nerostů (nejčastěji CaSO4 a MgSO4) ve vodě. Má význam pro využití vody jako pitné či užitkové. Je zdrojem tvorby vodního (kotelního) kamene a ovlivňuje chuťové vlastnosti vody. Tvrdost vody je veličina nejčastěji udávající koncentraci kationtů vápníku a hořčíku ve vodě. Definice tvrdosti vody je však nejednotná, někdy se tak označuje koncentrace dvojmocných kationtů vápníku, hořčíku, stroncia a barya, nebo všech kationtů s nábojem větším než jedna. Nejvíce pěny se vytváří na destilované vodě, která neobsahuje žádné soli, způsobující tvrdost vody. V měkké vodě mýdlo dobře pění, ve tvrdé vodě se pěna netvoří a mýdlo vyvločkuje.
Pomůcky
zavařovací sklenice (4 ks), uzávěry na zavařovací sklenice (3 ks), struhadlo, kapátko, lžíce, 3 druhy vody (Vincentka, Magnesia, destilovaná voda)
Chemikálie
ethanol (60% líh)
Bezpečnost práce
Ethanol: Nejzávažnější nepříznivé fyzikálně chemické účinky: Přípravek je hořlavinou I. třídy nebezpečnosti Nejzávažnější nepříznivé účinky na lidské zdraví: Místně působí slabě dráždivě na sliznice, oči a pokožku, kterou odmašťuje. Páry působí narkoticky, v závislosti na koncentraci a době expozice. Při požití dochází v závislosti na množství k opilosti, bezvědomí až otravě s následkem smrti. Příznakem otravy je pocit opilosti provázený bolestmi hlavy, pocitem zvýšené teploty, tlaku v očích (i žaludeční krajině), objevuje se únava, ospalost, v krajním případě bezvědomí. Při delším působení může dojít k poškození vnitřních orgánů. Expozice vdechováním: Postiženého přeneste na čerstvý vzduch. V případě, že postižený nedýchá, zaveďte umělé dýchání. Přivolejte lékaře. Expozice stykem kůží: Kůži důkladně omyjte vodou a mýdlem, odstraňte postižený oděv. Po umytí ošetřete pokožku vhodným reparačním krémem, není-li patrno zřetelné podráždění kůže. Expozice stykem s okem: Oči okamžitě a důkladně vyplachujte velkým množství vlahé čisté vody nejméně 15 minut při násilím otevřených víčkách. Má-li postižených kontaktní čočky – je třeba je nejprve odstranit. Expozice požitím: Při požití vypláchněte ústa vodou a pokud postižený dýchá, zaveďte umělé dýchání. Je-li postižený při vědomí, dejte mu pít vodu. Přivolejte lékaře.
Pracovní postup
- Připravíme si ethanolový roztok mýdla. Do zavařovací sklenice nastrouháme 15g mýdla a doplníme 250 cm3 ethanolu. Roztok promícháme a přefiltrujeme.
- Do první zavařovací sklenice nalijeme zhruba do poloviny Vincentku.
- Druhou zavařovací sklenici naplníme zhruba do poloviny minerální vodou (Magnésií).
- Třetí zavařovací sklenici analogicky naplníme do poloviny destilovanou vodou.
- Do všech tří zavařovacích sklenic přidáme 20 kapek ethanolového roztoku mýdla.
- Zavařovací sklenice uzavřeme a v jedné ruce všechny tři třepeme asi 2 minuty.
- Pozorujeme, zda se v roztocích vytvoří pěna či sraženina.
Pozorování
V první zavařovací sklenici, naplněné směsí Vincentky s ethanolovým roztokem mýdla, můžeme pozorovat, že po protřepání nevznikla téměř žádná pěna (sklenice zcela vlevo). O něco více pěny vzniklo v druhé zavařovací sklenici, která byla naplněna směsí minerální vody Magnesia s ethanolovým roztokem mýdla (sklenice uprostřed). Jednoznačně nejvíce pěny vzniklo ve sklenici směsi destilované vody s ethanolovým roztokem mýdla.
Obrázek
Závěr
Ethanolový roztok mýdla se téměř nerozpustí v silně mineralizované vodě (v našem případě Vincentka), která obsahuje mnoho jiných chemických látek a tedy nejsou volné žádné další chemické vazby. Vincentku můžeme označit jako vodu s nejvyšší tvrdostí ze tří vybraných druhů vod. Jako středně tvrdou můžeme stanovit minerální vodu Magnesia. Obsahuje méně minerálu než Vincentka, některé vazby jsou volné a tedy může dojít k částečné tvorbě pěny. Roztok mýdla se nejlépe rozpustí v destilované vodě, protože neobsahuje žádné jiné chemické látky než H2O. Sklenice je téměř zcela naplněna pěnou, což dokazuje, že destilovaná voda je z vybraných tří druhů vod ta nejměkčí.
Otázky a odpovědi k úkolu
- Tvrdost vody způsobuje poškození v domácnosti na spotřebičích i na vybavení. Pokus se vyjmenovat alespoň tři předměty běžně dostupné v domácnosti, které mohou být ohroženy vodním kamenem.
- Doplň větu: ........................................................... je pevný povlak, který se usazuje na stěnách nádob, v nichž je přechovávána, vedena nebo především zahřívána a poté ochlazována tvrdá voda.
- Jaké znáš metody odstraňování vodního kamene?
- S pomocí internetu či literatury doplň následující klasifikaci tvrdosti vody:
- ........................................................... (do 4°rozpuštěných látek), ........................................................... (4°- 8°), ........................................................... (8°- 18°),........................................................... (18°- 25°), ........................................................... (víc jak 25° rozpuštěných látek)
- 5. Určování tvrdosti vody má své významné místo také v akvaristice. Pro akvarijní rybky je nejvhodnější voda měkká. Málo vhodná je již voda polotvrdá. Voda tvrdá, která má více než 20°N (°N udávají stupně tvrdosti vody), je pro akvaristiku zcela nevhodná. Jakými způsoby můžeme upravit vodu tak, aby byla vhodná pro akvarijní rybky a přitom byla chemicky nezávadná?