Omekšavanje vode proces je kojim se iz tvrde vode uklanjaju kalcijevi i magnezijevi ioni, najčešće se vrši ionskim izmjenjivačima koji uklonjene ione zamjenjuju natrijevim ionima.
Vodik je 1766. godine otkrio Sir Henry Cavendish (Engleska). Ime mu je dao Lavoisie od grčkih riječi hydro što znači voda i genes što znači tvoriti. To je plin bez boje i mirisa, netopljiv u vodi. Lako difundira kroz sve materijale. Zapaljiv je i pravi eksplozivne smjese u zraku. Zapaljen na zraku gori svijetlim vrućim plamenom dajući vodenu paru. Na povišenoj temperaturi lako se spaja s kisikom, sumporom i halogenim elementima. Procjenjuje se da 90 % svih atoma, odnosno skoro 3/4 mase svemira, otpada na vodik. Sve zvijezde, pa i Sunce, sastavljene su uglavnom od vodika (w>90 %). Vodik se u prirodi rijetko nalazi u elementarnom stanju, samo u višim slojevima atmosfere ili u vulkanskim plinovima. Uglavnom je vezan u spojevima od kojih su najrašireniji voda (H2O), amonijak (NH3) i razni organski spojevi. Čisti vodik se najčešće dobiva elektrolizom vode. Laboratorijski se dobiva reakcijom sulfatne kiseline i elementarnog cinka. Industrijski se dobiva prevođenjem vodene pare preko užarenog koksa. Upotrebljava se za sintezu amonijaka, hidriranje ugljena i ulja, proizvodnju kloridne kiseline i kao redukcijsko sredstvo.
Vodikova veza formira se između atoma vodika i nekog elektronegativnog atoma te se označava isprekidanom crticom H-X---H-B. U molekuli vode dva su vodikova atoma međusobno tako raspoređena da zatvaraj kut od 105°. Svaki atom vodika ima slab pozitivan naboj a kisik negativan. Nastali dipoli uzajamno se elektrostatski privlače. Vodikova veza jaka je otprilike kao jedna desetina σ-veze a dvostruko je duža od nje.
Ionski produkt vode je konstanta proizašla iz izraza za konstantu ravnoteže reakcije:
Koncentracija tekuće vode je konstantna (55 moldm-3) i ne mijenja se tijekom reakcije. Pri 25 °C ionski produkt vode iznosi:
Standardna vodikova elektroda sastoji se od elektrode od spužvaste platine uronjene u otopinu vodikovih iona aktiviteta 1 kroz koju se propušta plinoviti vodik pod tlakom od 101 325 Pa. Standardna vodikova elektroda u članku dogovorno se prikazuje uvijek lijevo
Redoks-potencijal standardne vodikove elektrode, pri svim temperaturama, dogovorno je uzet kao 0.
Vodeni plin (plavi plin, sintetski plin) jest plin koji služi kao sirovina u sintezi organskih spojeva, kao gorivo kod varenja, proizvodnje stakla i u drugim industrijama gdje je potrebno razviti visoku temperaturu. Vodeni plin se proizvodi tako da se para prevodi preko užarenog ugljena ili koksa. Sastoji se uglavnom od ugljikova monoksida (CO) i vodika (H2) onečišćenih s malim količinama CO2, N2, CH4 i O2.
Ionski produkt vode (Kw) je konstanta proizašla iz izraza za konstantu ravnoteže reakcije:
Koncentracija tekuće vode je konstantna (55 moldm-3) i ne mijenja se tijekom reakcije.
Pri 25 °C ionski produkt vode iznosi:
Tvrdoća vode potječe od otopljenih soli kalcija i magnezija. Kalcij i magnezij nalaze se u prirodnim vodama u obliku hidrogenkarbonata, sulfata, klorida ili nitrata. Ove soli su štetne u vodama jer reagiraju sa sapunima, stvarajući netopive spojeve, a uz to se i talože na zagrijanim površinama kotlova i cijevi.
Prolazna tvrdoća, koju čine hidrogenkarbonati kalcija i magnezija, može se ukloniti zagrijavanjem vode duže vrijeme pri 90 °C do 100 °C, pri čemu se hidrogenkarbonat raspada na karbonat, ugljikov dioksid i vodu:
Stalnu tvrdoću čine pretežno sulfati, kloridi i nitrati kalcija i magnezija. Ona se ne može ukloniti zagrijavanjem vode na temperaturu vrenja. Ukupna tvrdoća jednaka je zbroju prolazne i stalne tvrdoće. Prolaznu tvrdoću čini karbonatna tvrdoća (hidrogenkarbonati), a stalnu nekarbonatna tvrdoća.
Tvrdoća vode izražava se u njemačkim, engleskim ili francuskim stupnjevima ili u mg CaCO3 u 1 dm3 vode.
Klasifikacija voda | |
---|---|
Tvrdoća | Koncentracija kalcijevog karbonata (mg/L) |
Meka voda | 0 to 75 |
Srednje tvrda voda | 75 to 150 |
Tvrda voda | 150 to 300 |
Jako tvrda voda | over 300 |
Vodena sisaljka (aspirator) jedna je od najpopularnijih naprava za osiguravanje vakuuma u laboratoriju. Vodena sisaljka kao i sve mlazne vakuumske pumpe nema pokretnih dijelova, već na temelju podtlaka koji se stvara na mjestu suženja mlaza fluida (Venturijev efekt) usisava čestice plina ili tekućine i odnosi ih sa sobom do izlaza iz pumpe. Ovisno o području primjene mogu biti napravljene od stakla, plastike ili metala. Venturijev efekt nazvan je po talijanskom fizičaru Giovanni Battisti Venturi (1746–1822).
Ugljik je poznat od davnih vremena. Ime mu potječe od latinskog naziva za ugljen - carbo. Lako izgara u prisustvu oksidansa. Javlja se u više alotropskih modifikacije, kao amorfni, grafit, dijamant i fulleren. Prirodni amorfni ugljik su razne vrste ugljena, koks i čađa. Grafit je crna, klizava krutina bez mirisa, visokog tališta i dobre električne vodljivosti. Ne tali se već sublimira na 3825 °C. Najviše se upotrebljava za proizvodnju elektroda. Dijamant je prozirna ili obojena, ekstremno tvrda krutina visokog indeksa loma. Ne vodi električnu struju a upotrebljava se kao drago kamenje i za izradu bušilica i bruseva. Četvrta alotropska modifikacija ugljika, fullerene (sačinjavaju je 60 ili 70 atoma vezanih zajedno), otkrivena je 1969. godine sublimacijom pirolitičkog grafita na niskom tlaku. U zraku dolazi kao CO2 a u stijenama kao karbonat. U prirodi se nalazi u velikim količinama kao mineralni ugljen, nastao procesom pougljenjivanja. Suhom destilacijom ugljena proizvodi se koks. Koks se upotrebljava kao redukcijsko sredstvo u metalurgiji, naročito pri proizvodnji željeza. Čađa se upotrebljava kao boja i kao punilo u proizvodnji automobilskih guma. Aktivni ugljen ima veliku površinu i upotrebljava se kao adsorbens.
Generalić, Eni. "Mineralna voda." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav