Umumiy va noorganik kimyo

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM
FAN VA INOVATSIYALAR VAZIRLIGI
ISLOM KARIMOV NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT
TEXNIKA UNIVERSITETI OLMALIQ FILIALI
METALLURGIYA VA KIMYO TEXNOLOGIYA
FAKULTETI

“UMUMIY VA NOORGANIK KIMYO” fanidan
MUSTAQIL ISH
Mavzu: Suvning qattiqligi va uni yumshtishning texnikadagi ahamiyati.
Guruh:
Bajardi: Muhammadiyeva Malika
Qabul qildi: Dot.Mirzaaxmedov R.M.
Olmaliq 2023

Reja:

1.Suvning qattiqliligi va uni yo’qotish usullari.

2.Suvning qattiqliligi va uni yumshatishga doir masalalar yechish usullarini o’rganish.

3.Sanoat korxonalarida suvni yumshatish usullari.

4.Xulosa.

5.Foydalanilgan adabiyotlar.

Tabiatda toza suv uchramaydi: uning tarkibida doimo biror moddalar aralashgan bo‘ladi. Jumladan, suv yer qobig‘idagi tuzlar bilan o‘zaro ta’sirlashib, muayyan qattiqlikka ega bo‘lib qoladi.
Suvning qattiqligi — suvda kalsiy kationlari Ca2+ va magniy kationlari M g2+ borligidan kelib chiqadigan xossalari to‘pIami.
Agar suvda bu kationlarning konsentratsiyasi yuqori bo'lsa, u holda suv qattiq, agar kam bo‘Isa — yumshoq deyiladi. Xuddi ana shu kationlar tabiiy suvlarga o£ziga xos xususiyatlar baxsh etadi. Kir yuvilganda qattiq suv gazlamalarning sifatini yomonlashtiradi va ko‘p sovun ishlatishga to‘g‘ri keladi, sovun Ca2+ va Mg2+ kationlarini bog’lashga sarflanadi va ko‘pik shu kationlar to'liq, cho‘kkandan keyingina hosil bo‘ladi. Ba’zi sintetik yuvish vositalari qattiq suvda yaxshi yuvadi, chunki ularda kalsiy va magniy tuzlari oson eriydi. Qattiq suvda ovqat mahsulotlarining pishishi qiyin bo‘ladi, unda qaynatilgan sabzavotlarning esa ta’mi bo‘lmaydi. Choy yaxshi chiqmaydi va ta’mi yo‘qoladi. Shu bilan birga bu kationlar sanitariya-gigiyena jihatdan xavfli emas, magniy kationlari Mg2+ ning miqdori ko‘p bo‘lganda dengiz yoki okeandagi singari suv taxirroq bo‘ladi va odam ichagida surgi sifatida ta’sir etadi.
Qattiq suv bug‘ qozonlarida foydalanish uchun yaroqsizdir: qaynatilganda unda erigan tuzlar qozonlarning devorlarida quyqa qatlamini hosil qiladi va bu qatlam issiqlikni yaxshi o‘tkazmaydi.
Bu yoqilg'ining ko‘p sarflanishiga, qozonlarning muddatidan ilgari ishdan chiqishiga, ba’zan esa qozonlarning o‘ta qizib ketishi natijasida avariyaga sabab bo‘ladi. Suvning qattiqligi metall konstruksiyalar, truboprovodlar, sovitiladigan mashinalarning g'iloflari uchun zararlidir.
Kalsiy kationlari Ca2+ kalsiyli qattiqlikni, magniy kationlari Mg2+ esa — suvning magniy/i qattiqligini keltirib chiqaradi. Umumiy qattiqlik kalsiy va magniyli qattiqliklardan, ya’ni suvdagi Ca+ va Mg2+ kationlarining konsentratsiyalari yig‘indisidan hosil bo‘ladi.
Suvni yumshatish jarayonlariga nisbatan olganda karbonatli va karbonatsiz qattiqlik bo‘ladi. Ca2+ va Mg2+ kationlarining suvdagi gidrokarbonat ionlari HCO3 ga ekvivalent bo‘lgan qismi keltirib chiqargan qattiqlik karbonatli qattiqlik deyiladi. Boshqacha aytganda, karbonatli qattiqlik kalsiy va magniy gidrokarbonatlarning borligidan bo‘ladi. Suv qaynatilganda gidrokarbonatlar parchalanadi, hosil bo‘lgan kam eriydigan karbonatlar esa cho‘kmaga tushadi va suvning umumiy qattiqligi karbonatli qattiqlik qiymati qadar kamayadi. Shuning uchun karbonatli qattiqlik muvaqqat qattiqlik ham deyiladi.
Qattiqlikning suv qaynatilgandan keyin ham qiladigan qismi karbonatsiz qattiqlik deyiladi. U suvda kuchli kislotalarning, asosan sulfatlar va xloridlarning kalsiyli va magniyli tuzlarining miqdori bilan aniqlanadi. Suv qaynatilganda bu tuzlar yo‘qolmaydi, shu sababli karbonatsiz qattiqlik doimiy qattiqlik ham deyiladi.
Hozirgi kunda kishilar suvning ahamiyatini bilib, qadimdan daryo yoki ko'l bo'yida uylar, shaharlar qurib yashaganlar, ko'chmanchi xalqlar doimo suv bor joyni izlaganlar. Kishilar dam olish uchun doimo suv bo'lgan joylarga intiladilar. Suvda cho'milib turish kishi salomatligini saqlashda va chiniqishda eng asosiy vositadir. Nemis olimi G.Libman aytganidek, "Bizning planetamizda kishilarning salomat qolishlari uchun texnikaning mo`jizalari emas, balki toza, ichish uchun yaroqli suv yetarli bo'lishi kerak". Suv barcha tirik mavjudotlarning yashashi uchun tabiat tomonidan in'om etilgan oliy ne'matdir. Biz kundalik hayotimizni suvsiz tasavvur eta olmaymiz. Suv inson salomatligini saqlashda katta ahamiyatga egadir.
Bilamizki, odam tanasining 75-80% i suvdan iborat. Agarda, tanasidagi suvni 6-8% ini yo'qotsa, harorati ko'tariladi, yurak urushi , nafas olishi tezlashadi,boshi aylanadi va og'riy boshlaydi. Suv yanada ko'proq yo'qotilsa, odam halok bo'lishi ham mumkin. Shundan
ko'rinib turibdiki, suv-hayot tiriklik manbaidir. Uni tejash, asrab-avaylash har bir fuqaroning muqaddas burchiga aylanmog'i kerak<sup>1</sup>.
Tarkibida kalsiy va magniy sulfatlar bor qattiq suv deyiladi. Suvning tuzlaridan tozalash uchun hozirgi kunda ionitlar keng qo’llanilmoqda. Agar suv kation to’ldirilgan nay orqali o’tkazilganda suvdagi kalsiy, magniy ,temir kabi elementlarning sulfatlari boshqa birikmalarga aylanadi:
H2R+CaSO4→ H2SO4+CaR
Bu yerda CaR o’zidagi vodorod ionlarini kalsiy ionlariga almashtirishdan hosil bo’lgan kationit (bu modda nayda qoladi). Shu yo`l bilan kationlardan tozalangan suvda kislotalar bo’ladi. Suvni bu kislotalardan tozalash uchun aniolit to’ldirilgan nay orqali o’tkaziladi. Aniolit ishqoriy tabiatga ega bo’lganligi uchun suvdagi kislotani o’ziga qo’shib oladi:
H2SO4+anionit (2OH)→2H2O+(SO4 anionit) Kationit va anionit orqali o’tkazilgan suv barcha ionlardan batamom tozalanadi².
Suvdagi qattiqligi bir necha turlarga bo`linadi:Vaqtinchalik qattiqlik—suvda magniy va kalsiy gidrokarbanatlar [Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2] mavjudligi bilan bog’liq.
Doimiy qattiqlik –suvda magniy va kalsiy sulfatlar va xloridlar [CaSO4;CaCl2; MgSO4; MgCl2] mavjudligi bilan bog’liq.Kalsiy qattiqligi—suvda kalsiy tuzlari mavjudligi bilan bog’liq.
Magniy qattiqligi—suvda magniy tuzlari mavjudligi bilan bog’liq.
Umumiy qattiqlik—suvning kalsiy va magniy qattiqligi yig’indisi³.
Suvning qattiqligi 2xil :

• 
  nokarbonat qattiqlik –suvda kalsiy va magniy sulfatlar erishidan hosil bo’ladi;
  
• 
  karbonat qattiqlik suvda kalsiy va magniy bikarbonatlar erishidan hosil bo’ladi.
  

Daryo va ko’l suvining qattiqligi 0.1-0.2mg ekv/l (tayga va tundra) yer osti suvi , dengiz va okean suvining qattiqligi 80-100 mg ekv/l . Suvning qattiqligi tufayli bug’ qozonlari yoki kundalik turmushda foydalaniladigan isitish qurilmalari devorlariga cho’kmalar cho’kadi, kir yuvganida kir sovun ko’p sarf bo’ladi. Qattiq suvda sabzavotlar go’sht,don mahsulotlari, yaxshi pishmaydi. Suvning qattiqligi katta bo’lsa , siydikda tosh paydo bo’ladi. Markaziy suv ta’minotida asosan, istemol qilinadigan suvning qattiqligi 7mgekv/l gacha bo’lishiga yo’l qo’yiladi. Suvning qattiqligi katta bo’lganda suvni yumshatish usullari qo’llanilmoqda⁴ .
Suvning qattiqligiga doir masalalar ko’rib chiqamiz.
1-masala.
MgSO4 tuzi erigan suvning qattiqligi 6mgekv/l ga teng. 2 litr shunday suv tarkibidagi sulfat ionining massasini mgda toping?
Yechish:
1litr-----------6 mg ekv
2litr----------
x=12mg ekv
Sulfat ionining ekvivalent massasini suvning qattiqligiga ko’paytiramiz.
SO4 48×12=576mg
Javob:576mg
2-masala.
Har litrida 10gr CaSO4 va 20gr MgSO4
bo’lgan suvning 5litr miqdori berilgan . Bu suvni yumshatish uchun qancha gr natriy karbanat sarf qilish kerak?
Yechish:
1litr-------- 10gr CaSO4
5litr -------- x=50gr
1litr--------- 20gr MgSO4
5litr -------- x=100gr
Demak bu sulfatlarni natriy karbonat bilan yumshatamiz va reaksiya natijasida cho’kma tushushini ko’rib chiqamiz.
50gr ------ x=38.97gr
CaSO4+Na2CO3→Na2SO4+CaCO3
136---------106
100 gr----- x=88.33gr
MgSO4+Na2CO3→Na2SO4+MgCO3
120---------106
Umumiy 127.3gr Na2CO3 sarf bo’lar ekan.
Javob:127.3gr
3-masala. 300 litr suvni yumshatish uchun 47.7gr Na2CO3 sarflangan bo’lsa, suvning qattiqligini toping?
Yechish: berilgan formula
m=47.7gr Q=m×1000/ekv×V Ekv=106/2=53ekv V=300l
Q=47.7×1000/53×300=3gr×ekv/l
Javob:3gr×ekv/l
4-masala.300 litr muvaqqat qattiqlikka ega bo’lgan suv qizdirilganda 6.7gr cho’kma tushdi. Shu suvga yetarli miqdorda Ca(OH)2 qo’shilganda 14.2gr cho’kma tushdi. Suvning qattiqligini toping .
Yechish: Ca(HCO3)2→CaC3+CO2+H2O
162x ---------100x
Mg(HCO3)2→MgCO3+CO2+H2O
146y-------------84y
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3+2H2O
162x-------------------------200x
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→MgCO3+CaCO3+H2O
146y------------------------------184y
100x+84y=6.7
200x+184y=14.2
X=0.05 y=0.025
Ca(HCO3)2
162×0.25=4.05gr
Q=4.05×1000/81×300=0.166 grekv/l
Mg(HCO3)2
146 ×0.05=7.3gr
Q=7.3×1000/73×300=0.333gr×ekv/l
Umumiy qattiqlik 0.1666+0.3333=0.4999=0.5gr×ekv/l
Javob:0.5gr×ekv/l ⁵
Suvni yumshatish – suv harakatdagi kalsiy va magniy tuzlarini chiqarish ya’ni qattiqlik qatlamlaridan tozalash jarayonidir. Davlat standarti talablari bo‘yicha ichimlik suvining qattiqligi 7 mg-ekv/l dan oshmasligi kerak. Ayrim sanoat materiallari texnik suv qattiqligini chuqur yuimshatish yo‘li bilan 0,05....0,01 mgekv/l gacha bo‘lishini talab qiladi. Suv manbalaridagi suvning qattiqligi iste’molchi talab darajada bo‘lganda suv yumshatilmaydi. Suvni yumshatishning reagentli usuli reagentlar aralashtirilib kalsiya va magniy ionlarini cho‘ktirib engil chiqariladigan va kam eriydigan kimyoviy moddalarni xosil bo‘lishiga asoslangan.
Bu moddalar tindirgich va tindirgichli filtrlarda cho‘ktirilib ajratidadi (ko‘p hollarda reagentli suv yumshatish usulini cho‘ktirish uslubi deb ataladi); qo‘llaniladigan reagentlarning xiliga qarab ohakli, sodali, edkonatrieviy va fosforli reagent yumshatish usullari bir-biridan farqlanadi.
Kationli kationlarning ion almashish qobiliyatiga asoslangan suv tarkibida bo‘lgan kalsiy va magniy kationlaroldindan zararlangan natriy yoki vodorod kationlari bilan almashadi. Termo ximik usul – reagentli yumshatishda ko‘llaniladigan oxak va soda suv harorati 100 0S dan bilan (165 0S gacha) bo‘lgan sharoitda olib boriladi. Termoximik usul asosanqozonlarga suv tayyorlab berish uchun ishlatiladi.
Ohak yordamida suvni chuqur yumshatish ko‘rsatgichi karbonat kalsiy va gidroksid magniy eruvchanligi bilan aniqlanadi. Kalsiy va magniy suvda birgalikda 0 0S haroratda yumshitish chuqurligi 0,55 mg*ekv/m va 800S suv haroratda 0,23 mg*ekv/l bo‘ladi. Amalda ohakli yumshitish yoki oxak soda usuli bilan yumshitilgan suvlarda kamida 0,5-1mg*ekv/l qoldiq qattiqlik bo‘ladi. Fosforli usul suvni ohak-sodali usulda yumshatilganligi kiyin ishlatiladi. Bariy tanqis bo‘lganligi va uning turlarini qimmat bo‘lganligi sababli bu usulning qo‘llanilishi chegaralangan.
Ohakli usul ishlatildi, bu hodla suv qattiqligini ekvivalent kamayishi ro‘y beradi. Suvga gidrat oksid kalsiyni kiritganda boshlanishida suv tarkibida uglekislotalar bikarbonat ionlari hosil bo‘ladi, undan keyinbiokarbonat ionlari karbonat ionlariga aylandi ular esa eritmada bo‘lgan kalsiy kationitlari bilan reaksiyaga kirishi pasaygan bo‘ladi. Odatda, bir vaktni uzida suvni ogoxlantirish bunikoagulyasiyasiga olib keladi. Koagulyant sifatida zakisloe sernokisliy temir – temir xusasan FeSO4∙7H2O ishlatiladi.
Temir xlorid FeCl3 koagulyant sifatida u bilan ishlash ogir bulganligi sababli xam ishlatiladi. Sernokislыy ammoniy suvni oxaklashtirganda rN ning yukori kursatkichlarida suvda yaxshi eriydigan – alyuminatlarni xosil kiladi. Suvni dekorbanizatsiya jarayonini olib borish uchun sarflanadigan oxak mikdori yukorida keltirilgan tenglama yordamida aniklanadi. Undan tashkari, koagulyantlar, bilan reaksiyaga kirishi uchun qo‘shimcha ohak sarflanadi hamda dekorbanizatsiya jarayoninitezlashtirish uchun qo‘shimcha ohak sarflanadi hamda dikorbonazatsiya jarayonini tezlashtirish uchun ohak ortiqcha (0,5mg.ekv/l) ishlatiladi.Reagentli yumshatish usullari orasida eng keng ko‘lamda ishlatiladigan usul ohak sodali usul hisoblanadi.
Suv tarkibiga ohakni ma’lum ulushi (doza) ni kiritish bilan magniyni Mg (OH)2 ko‘rinishida cho‘kishiga olib keladi. Ohak yoki ohak-soda bilan suvga ishlav berish natijasida suv tarkibidagi tuzidan kamayishi ro‘y beradi. Suvni yumshatishning ion almashish usuli kationitlarning kation almashish xususiyatiga asoslangan bulib kationning aktiv guruxlari oldindan «zaryadlanadi» va yumshatiladigan suv tarkibidagi kalsiy va magniy kationitlari almashadi. Reaksiya natijasida kationit suvdagi yutulgan kationitlar Bilan urin almashadi. Kationitlar kanday ion almashuvchi «zaryad» ga ega bulsa – natriyli, vodorodli yoki ammoniyli jarayon xam Na,- H- va eritma orasidagi ion almashish jarayoni kupgina faktorlariga boglik. Eng asosiylari kationitning xossalari isuvning tarkibi va jarayonning borish sharoitidir. Bu barcha faktorlar bir biri Bilan uzviy boglik buladi va ion almashish reaksiyasini borish tezligini aniklaydi.
Kationit bilan suvdagi ionlar orasidagi almashuv reaksiyasi eritmadan kationit ichiga kationitdan suvga ionlarning diffuziyalanishi Bilan kafolatlanadi. Jarayon diffuziya va massa ta’siri konuniyatlari Bilan boshkariladi. Tarkibida kalsiy va magniy ionlari bulgan suvlarni yumshatishda, natriy kationlashtirishda kalsiy va magniy kationitda diffuziyalanadi va uz navbatida natriy kationitdan suvga difuzziyalanadi. Almashuv reaksiya natijasida kalsiy va magniy suvida sikib chikilgan kationitdagi natriy urnini egallaydi, uz navbatida natriy yumshatilgan suvga magniy va kalsiy urnini oladi. Kationit Bilan eritma orasidagi ion almashuvi ekvivalent reaksiya sodir buladi.
Kationit tarkibidan siqib chiqarilgan Na+ ionlarining mikdori, eritmadan yumshatiladigan Ca2+ va Mg2+ ionlarining ekvivalent mikdoriga teng. Ion almashuv jarayoni fakat ekvivalent bulmasdan, teskari jarayon xamdir. Teskor jarayon bulish sababi, katonitdan sikib chikarilgan ion almashuv tezligi va eritmadan solingan ion tenglik sharoitda barobardir.
Ekvivalenli teskarilikning bulinish xollari, agar suvda ion almashuvi Bilan birgalikda boshka reaksiyalar xam borganda sodir buladi, masalan oksidlanish- kaytarilish, malekulaning fizikaviy sorbsiya va boshkalar. Ammoniy maksadlarda Na- , N- va NN4 kationlash jarayonini olib borish uchun asosiy vazifa kationitning ion almashtirish (xajmi) xususiyatdan maksimal foydalanish bulib. U uz navbatida ion almashtirish jarayonining samaradorligi oshirish kationit aktiv guruxlarini ionlashuv jarayoniga boglik buladi. Kationitning ion almashish xususiyatiga kationlarining yumshatish tabiatida katta ta’siri kiladi. Xar kanday kation kationlarning tulik yutib tuyinishi mumkin, ammo bu xolda yutilish ishchi xajmining kiymati aynan kaysi bir ion yutilishiga boglik buladi.
Bu qatordagi xar bir kation o’zidan oldingi kation bilan jadal yutildi. Xozirgi davrda kationit sifatida suniy ravishda olingan materiallar ishlatiladi. Amalda kup ishlatiladigan kationitlar katoriga birinchi navbatda sulfougol kursatildi, bu kokslangan tabiiy toshkumirni sulfatlar yuli Bilan (yukori xaroratda konsentratsiyalashtirilgan serniy kislota Bilan ishlov beriladi) olingan yarim funksional kanionitdir. Sulfougol tashki kurinishi buyicha kora donali material bulib ulchami 0,25dan 1,2 mm gacha bulgan notugri shakldagi grunuladan iborat.
Qullanish sharoitiga bog’lik holda sulfougolning ion almashish xususiyati 200 dan 300 mg.ekv/l tashkil etadi. Sulfougol Na- N- va NN4 kationlash maksadida ishlatiladi. Olinishi oson va arzon bulganligi sababli sulfougol issiklik energetikasida suv tayyorlash uchun keng kullaniladi. Sulfougoldan tashkari xozirgi davrda tenalmashuvchi suvning smolalar – ionitlar, yukori molekulyar massali molekula – gigantlardan iborat yukori molekulali birikmalar keng kullaniladi. Ionitlar – kattik, amalda suvda erimaydigan, mexanik musta’kam va kimyoviy barkaror moddalardir. Suvni ionitlarning ion almashish xususiyati xuddi tabiiylardek yukori molekulyar birikmalar poyasida (karkaz) maxkamlangan zarracha xajmida joylashgan aktiv guruxlarni bulishi izoxlanadi. SHunday kilib, xar bir ionit – bu erimaydigan musbat yoki manfiy ekvivalentli ion bulib karama-karshi belgili xarakatlangan ion Bilan uralgan. Suv tozalashda sintetik kationitlardan eng kup tarkalganlari KB-4-P2, KU-1G va KU-2-8 lardir. Ular sulfaugollar nisbatan bir necha barobar kata bulgan ishchi almashuvinuv xususiyatiga ega. Masalan, KU-2-8 ning Na kationitlashdagi almashish xususiyati 800-900 mg.ekv/l xil tashkil qiladi.