گزارش کار محاسبه سختی موقت آب

سختی آب و راه های رفع آن وقتی آب باران به زمین می رسد معمولا دارای مقداری دی اکسید کربن به صورت محلول است. وقتی در خاک فرو می رود به طبقات سنگ آهک و یا طبقات کربنات کلسیم و کربنات منیزیم می رسد و مقداری از آنها را به صورت هیدروژن کربنات یا به اصطلاح بی کربنات در خود حل می کند. این آب که دارای یون های 2+Ca و 2+Mg به صورت محلول است ، آب سخت نامیده می شود. از این اصطلاح معلوم می شود که این آب سخت با صابون کف نمی کند. بر عکس آبی که نرم است به آسانی با صابون تولید کف می کند. این اصطلاح ها زیاد دقیق نیستند، ولی معمولند.توده های ترکیبات آهن یا فلزات سنگین دیگر هم ممکن است باعث سختی آب شوند. سختی آب بر دو نوع است : سختی موقت که در آن یون های¯3 HCO با یون های فلزی همراه است و سختی دائم که در آن یون های ¯4SO که با ثبات تر از ¯3HCO هستند ، با یونهای فلزی همراهند.جزء اصلی صابون معمولی سدیم که در اب محلول است، استارات سدیم NaC18H35O2 است. وقتی به آبی که دارای یون های +2Ca است، صابون اضافه کنیم، یونهای بزرگ ¯ C18H35O2        با یون    +2Ca ترکیب می شوند و صابون غیر محلول یعنی استارات کلسیم می دهند که به صورت جسم لزج خاکستری رنگ ته نشین می شود. یونهای فلزی در آب سخت باصابون ترکیب می شوند و رسوب می دهند، تا تمام این یونها جدا شوند. تا وقتی این عمل ادامه دارد، کف با دوامی حاصل نخواهد شد. آب نرم دارای این یونهای مزاحم نیست. بنابراین وقتی صابون به آنها اضافه شود به آسانی کف می کند.
نرم کردن آب سخت
آب سخت در لباس شویی بسیار زیان آور است زیرا رسوب چسبنده ی صابون را تلف می کند و به الیاف لباسها می چسبد.آبهایی که سختی موقت دارند و دارای یونهای    HCO¯3 می باشند در اثر جوشاندن کربنات کلسیم به صورت یک پوشش محکم، دیوار داخلی کتری را می گیرد و ممکن است قطر این لایه آنقدر زیاد شود که در اثر خاصیت عایق بودن از انتقال حرارت کافی جلوگیری کند. پس جوشاندن یکی از راههای نرم کردن آب سخت است که معادله ی واکنش به این صورت است :  + 2 HCO¯3 =»   CaCO3 + H2O + CO2 (g)+2Ca از راههای دیگر برای رفع سختی، یکی راسب کردن، و دیگری عوض کردن یون است. معمولا نوع سختی و مقدار آب نرم لازم را در نظر می گیرند و موثرترین و با صرفه ترین راه را انتخاب می کنند.
راسب کردن
وقتی کربنات سدیم Na2 CO3 به آب سخت اضافه شود، رسوب حاصل از یونهای Ca2+ و Mg2+ به صورت کربنات غیر محلول ته نشین می شود و البته یونهای Na+ که به آب اضافه می شود، اشکالی برای صابون پدید نمی آورد.  + CO3¯ =» CaCO3 (s)+2Ca افزودن یک محلول قلیایی مانند محلول آمونیاک یا آب آهک به آب سخت موقت، مقداری یون OH¯ به محلول می دهد که HCO¯3 را خنثی می کند و فلز مزاحم را به صورت کربنات راسب می سازد.  + HCO¯3 + OH¯ =» CaCO3 (s) + H2O+2Ca  + HCO¯3 + OH¯ =» MgCO3 (s) + H2O+2Mg عوامل راسب کننده ی دیگر مانند :براکس و فسفات سدیم هم در بعضی موارد مصرف می شوند. این دو جسم در اثر هیدرولیز محلول، باز می دهند و فسفات غیر محلول کلسیم و منیزیم راسب می کنند.
عوض کردن یون
بعضی مواد طبیعی که به زئولیت معروف هستند، دارای شبکه ی متخلخل و دو بعدی گروههای سیلیکات آلومینات متخلخل هستند که مانند یونهای بزرگ و ثابت با بار الکتریکی منفی عمل می کنند. یونهای فلزی مانند + Na به این یونها متصل می شوند و تشکیل مولکول های غول آسا می دهند. اگر آب سخت مدتی در مجاورت زئولیت سدیم بماند، یونهای Ca2+ و Mg2+ به جای یونهای   +Na قرار می گیرند. چون یونهای زئولیت بی حرکت هستند و یونهای مزاحم فلزی به وسیله ی آب به جای یون +Na قرار می گیرند.  + Na2 Zeolit =» Ca ZeOlit + 2 Na +2*    Ca با بهره گیری از قانون اثر جرم، می توان زئولیت مصرف و جدا شده را دوباره زنده کرد و بارها آن را به کار برد.اگر زئولیت کلسیم را در محلول غلیظ کلرید سدیم ( با غلظت زیاد + Na ) قرار دهیم، یونهای +2Ca، جای خود را با یون +Na عوض می کنند و واکنش عکس معادله ی * اجرا می شود. یک نوع زئولیت ترکیبی به نام پرموتیت تندتر از زئولیت طبیعی عمل می کند و امروزه همه جا در خانه ها و کارخانه ها در دستگاه های نرم کننده ی آب مصرف می شود و از نمک طعام که از ارزانترین منابع یون + Na است برای زنده کردن و کار کردن مجدد دستگاه مصرف می شود.
آب سخت
آب سخت (با آب سنگین اشتباه نشود) آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغیرات سختی آب
میزان شدت سختی آب، به بستر جریان آب در سطح و زیر زمین بستگی دارد. آبهای نواحی آهکی سختی بیشتری نسبت به آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در طول زمان نیز تغییر پذیر است. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غارها ایجاد شود.
فواید آب سخت
معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند، زودتر بهبود می‌یابد.
مضرات آب سخت
با وجود فواید آب سخت برای بدن، سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهم‌ترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه، به دلیل رسوب یونهای معلق در کلیه می‌شود. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه نوشیدنی‌ها می‌شود. دیر پخته شدن و سفتی حبوبات با آب سخت از دیگر عوارض آن است. به علاوه، آب سخت به جداره دیگهای بخار آسیب زده و باعث خوردگی و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ‌ها و تأسیسات مرتبط می‌شود. خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون از دیگر اثرات سختی آب است.
رفع سختی آب
در تجارت، مواد شیمیایی گوناگونی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد، قبل از ورود آب در دیگها، سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد. به طوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود. این عمل را در اصطلاح نرم کردن می گویند. بهترین روش برای رفع سختی آب، استفاده از یک میدان مغناطیسی است . با مغناطیسی کردن آب از چسبیدن رسوبات به محل عبور آب جلوگیری می شود.
درجه سختی آب
درجه سختی آب از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌شود. درجه‌بندی شدت میزان سختی آب، استاندارد مشخص ندارد و در نقاط مختلف دنیا متفاوت است. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد. و در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰٫۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد. برای تعیین سریع سختی آب در آلمان، از قرصهای آماده شده برای این کار استفاده می‌شود. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند و به‌وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست، رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آنگاه آنقدر از این قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش، برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه‌است.
شهرهای با سختی آب بالا در کشور ایران
بسیاری از شهرهای کویری ایران که خاک قلیایی (خاکی مملو از فلزات قلیایی خاکی ) دارند، از جمله شهرهای قم، زاهدان، گرمسار و سمنان هستند که میزان سختی آب در آنها بالاست. به طوری که در استان‌های سیستان و سمنان، سالانه چندین بار باید پوشالهای کولر را به علت اینکه مقدار فراوانی املاح روی آن رسوب کرده‌است تعویض کرد .
راه حل سختی زدایی آب شرب
یکی از روش‌های سختی‌زدایی، استفاده از سامانه‌های تصفیه آب خانگی است که با قیمت ناچیزی می‌توان آن را تهیه کرد. روش کار آن موئینگی معکوس است و خروجی آب این دستگاه‌ها در حد آب آشامیدنی استاندارد می‌باشد.
کلسیم
کلسیم از عنصرهای شمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Ca و عدد اتمی آن ۲۰ است.
کلسیم در طبیعت و بدن انسان
به لحاظ فراوانی، کلسیم موجود در پوسته زمین بین کلیه عناصر، دارای مقام پنجم و در میان فلزات دارای مقام سوم است. ترکیبات کلسیم ۶۴/۳ ٪ از پوسته زمین را تشکیل می دهد. بلورهای سفید کلسیم، در دمای C˚۸۱۰ ذوب می‌شوند و فلز کلسیم در آب و اسید محلول بوده و هیدروکسید و نمک تولید می‌نماید. این عنصر فراوان‌ترین ماده کانی موجود در بدن است. بدن انسان تقریباً 1 kg کلسیم دارد. البته در افراد مختلف با استخوان بندی متفاوت، این میزان متفاوت است. بیشتر کلسیم دراستخوانها و دندانها وجود دارد و کمبود آن، موجب پوکی استخوان می‌شود. تنها ۱ ٪ کلسیم، در بقیه بدن موجود است که همین ۱٪ اعمال زیادی انجام می‌دهد. مثلاً انقباض ماهیچه‌های ما بسته به وجود کلسیم است.
جذب و انتقال کلسیم
جذب کلسیم در خون، به صورت یون کلسیم و از دیواره روده صورت می‌گیرد. عامل افزایش جذب کلسیم ویتامین D است، به همین دلیل قرصهای مکمل کلسیم معمولاً دارای ویتامین D نیز می باشد. بنابراین اگر منابعی را که دارای این ۲ ماده است مصرف کنید، کلسیم موجود در آنها بهتر جذب می‌شود. در صورتی که در غذا ماده‌ای به نام اگزالات باشد، جذب کلسیم آن کاهش می‌یابد و به همین دلیل است که کلسیم اسفناج و چغندر، به خوبی کلسیم شیر جذب نمی‌شود. اسید فیتیک موجود درسبوس گندم نیز جذب Ca را کاهش می‌دهد. ولی این مسأله زمانی اثر گذار است که مصرف آن بسیار زیاد باشد، مثل گیاهخواران مطلق. دریافت کلسیم کافی، آثار مثبتی در کاهش فشار خون افراد مبتلا به فشار خون دارد. تنظیم میزان کلسیم بدن، برعهده هورمونهایی است که از غده تیروئید ترشح می‌شوند.
عملکرد کلسیم در بدن ضربان قلب را تنظیم می‌نماید. بی خوابی را کاهش می‌دهد. در متابولیسم آهن بدن مؤثر است. در تنظیم کار سیستم اعصاب بدن به خصوص درانتقال تحریکات عصبی نقش اساسی دارد. کلسیم عامل استحکام استخوان ها است. کلسیم کافی باید در غذای نوجوانان قبل از بلوغ وجودداشته باشد تااستخوانها تراکم مناسبی بیابند و درسالمندی به پوکی استخوان مبتلا نشوند. کلسیم برای عملکرد عضلات ضروری است و تا کلسیم وجود نداشته باشد، حرکت امکان‌پذیر نیست. انتقال پیامهای عصبی به وسیله یون کلسیم صورت می‌گیرد. کلسیم در یکی از مراحل انعقاد خون دخیل است.
عوارض کمبود کلسیم
عوارض کمبود کلسیم در کودکان، بیماری راشیتیسم، در میانسالان استئومالاسی، ودر بزرگسالان استئوپروز است. این بیماری‌ها دراثر کمبود ویتامین D بروز می‌کنند، پس اگرخواستاراستخوانهای محکمی هستید،بهتر است مراقب مصرف ویتامین D هم باشید. کمبود شدید کلسیم،انقباض شدید عضلات به حالت کزاز را به دنبال دارد ؛ که ابتدا به صورت گرفتگی عضلات دیده می‌شود. البته این حالت کمتر رخ می‌دهد و آنچه بیشتر از کمبود کلسیم دیده‌ می شود، پوک شدن استخوانها در سنین بالا است که برای جلوگیری ازآن بایداز نوجوانی به فکرخود باشیم. کلسیم از راه پوست هم به هدر می‌رود و فعالیت زیاد در حرارت بالا و تعرق زیاد، دفع پوستی کلسیم را افزایش می‌دهد. چرا که دراثر بالا رفتن سن، درد استخوان ، راحت شکسته شدن و دیر جوش خوردن استخوان‌ها گریبان گیرمان می‌شود. میزان مورد نیاز کلسیم روزانه ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ میلی گرم است. برای جلوگیری ازابتلاء به استئوپروز ، باید دریافت کلسیم و ویتامین D درحداستاندارد باشد. نباید سیگار بکشیم. نباید چای و قهوه بیش از حد مصرف کنیم. نباید دیورتیک (داروهای مدر ) بیش از حد مصرف کنیم. باید بیشتر خود رادر معرض نور خورشید قرار دهیم تا ویتامین D درزیر پوستمان تولید شود.درهر سنی که هستیم ورزش کنیم، چراکه کم تحرکی موجب پوکی استخوان‌ها می‌شود. مصرف کافی منابع ویتامین D رانیز فراموش نکنیم.
منابع کلسیم
منابع کلسیم در پهنه زمین گسترده بوده و در هر یک از سرزمینها به وفور یافت می‌شود. این عنصر در حیات گیاهی و جانوری دارای نقش حیاتی بوده و در استخوانها و دندانها و پوسته تخم مرغ ، انواع مرجانها و بسیاری از خاکها وجود دارد. همچنین کلرید کلسیم در حدی به گستردگی ۱۵/۰٪ در آب دریا وجود دارد. ذکر این نکته ضروری به‌نظر می‌رسد که آهک (اکسید کلسیم) ماده شناخته شده‌ای است که از قدیم الایام در یونان باستان از آن بعنوان ملات در ساختمانها استفاده می‌شده‌است. کلسیم در ترکیب پوسته زمین به مقدار ۳۶۳۰۰ گرم در تن وجود دارد این عنصر به حالت آزاد یافت نمی‌شود، بلکه به شکل ترکیب‌های مختلف در کانی‌ها و به صورت محلول در ساختمان جانوران و گیاهان شرکت می‌کند. کانی‌های حائز اهمیت کلسیم عبارتند از: دولومیت ، گیبس و آپاتیت.
تهیه و استخراج
در صنعت ، فلز کلسیم را می‌توان از الکترولیز کلسیم کلرید و مخلوط فلوئورید و پتاسیم کلرید تهیه نمود. در این روش ، از صفحه‌های زغالی به عنوان آند و از میله‌های آهن به عنوان کاتد استفاده می‌شود. در مقیاسی کوچکتر می‌توان آهک را با فلز آلومینیوم در خلا احیا نموده و متعاقب آن ، عمل را به منظور بازیافت فلز کلسیم ادامه داد. بعلاوه کلسیم کلرید که عبارت از یک ماده اولیه ‌است را می‌توان یا بوسیله اثر اسیدکلریدریک بر ماده معدنی کربناته و یا بعنوان ضایعات در فرآیند solvay تهیه کرد.
شناسایی کلسیم
از نظر کیفی ، وجود کلسیم را می‌توان یا بوسیله تشکیل کربنات نامحلول آن ، و یا بوسیله مشتعل نمودن آن تشخیص داد ( شعله آن دارای رنگ قرمز درخشان است ) . از نظر کمی ، کلسیم را بعد از جداکردن از سایر فلزهای قلیایی خاکی ، به روش‌های کرومات- سولفات و یا اتر- الکل ، از آمونیوم و اگزالات استفاده می‌کنند که کلسیم به شکل کلسیم اگزالات رسوب نموده و سپس این رسوب را توزین می‌نمایند. اگزالات مورد نظر را نیز یا می‌توان بوسیله اشتعال به اکسید و یا با استفاده از محلولهای استاندارد شده پرمنگنات پتاسیم، اکسیده نمود.
خواص شیمیایی کلسیم
کلسیم عنصری است که نسبت به فلزات قلیایی و سایر فلزات قلیایی خاکی از قدرت فعالیت کمتری برخوردار است. مانند بریلیم و آلومینیوم . و برخلاف فلزات قلیایی ، این عنصر موجب سوختگی در پوست نمی‌گردد. باید توجه داشت که در هوا لایه نازکی از اکسید و نیترید بر روی کلسیم تشکیل می‌شود که می‌تواند آن را از اثرات بعدی هوا مصون نگاه دارد. لکن در درجه حرارت بالا این عنصر در هوا سوخته و تشکیل مقدار زیادی نیترید می‌دهد. کلسیم تجارتی به آسانی با آب و اسیدها واکنش نموده و تولید هیدروژنی می‌نماید که حاوی مقدار قابل ملاحظه‌ای از گاز آمونیاک وهیدروکربنها ، بعنوان ناخالصی می‌باشد. از کلسیم ، می‌توان بعنوان یک عامل آلیاژ کننده برای فلزات حاوی آلومینیوم به منظور حذف بیسموت از سرب و بعنوان کنترل کننده کربن گرافیتی ، در چدن استفاده کرد. از طرف دیگر می‌توان از این فلز بعنوان عاملی برای حذف اکسیژن درکارخانجات فولاد و بعنوان عامل احیا کننده در تهیه فلزاتی مانند کروم ، زیرکونیم و اورانیم و بعنوان یک ماده جداکننده، برای مخلوط گازهای نیتروژن و آرگون استفاده نمود. ضمنا زمانیکه کلسیم ، به آلیاژهای منیزیم افزوده شود (۲۵/۰٪) ، ساختمان آنها را تصفیه وموجب کاهش تمایل آتش گیریهای آنها می‌شود.
ترکیبات کلسیم و کاربرد آنها
عموما باید از ترکیبات سدیم نسبت به ترکیبات کلسیم ، بیشتر استفاده شود، لکن با مقایسه قیمت این دو ترکیب با یکدیگر ، در بسیاری از موارد از ترکیبات کلسیم استفاده می‌شود. در هر صورت باید توجه داشت که آهک، قلیای ارزان تری نسبت به هیدروکسید سدیم محسوب می‌شود. از ترکیبات مهم کلسیم می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: کربنات کلسیم ( CaCo3 ) : برای ساخت سیمان و ملات ، در آهک ، سنگ آهک (معمولأ در صنایع استیل) و در صنایع تولید شیشه کمک می‌کند. محلول هیدروکسید کلسیم ( Ca(OH)2 ) : که آب آهک نیز نامیده می‌شود ، با کف کردن از میان محلول ، برای تشخیص حضور دی اکسید کربن استفاده می‌شود . در جایی که CO2 حضور داشته باشد حالت ابری پیدا می‌کند . آرسنات کلسیم ( Ca3(AsO4)2 ) : در ساخت حشره کش‌ها استفاده می‌شود . کربید کلسیم ( CaC2 ) : برای ساختن گاز استیلن ( برای جوشکاری با گاز استیلن مورد استفاده است ) و در ساختن پلاستیک‌ها مورد استفاده است . کلرید کلسیم ( CaCl2 ) : برای یخ زدایی و کنترل شن در جاده‌های خاکی ، در حالت دادن بتن ، به عنوان افزودنی به کنسرو گوجه فرنگی و رب و برای جلوگیری از صدمه تایرهای خودرو استفاده می‌شود . سیکلامات کلسیم ( Ca(C6H11NHSo3)2 ) : به عنوان شیرین کننده استفاده می شد. ولی به دلایل خواص سرطانی ، مدت طولانی اجازه مصرف به آن داده نشد . گلوکونات کلسیم ( Ca(C6H11O7)2 ) : به عنوان افزودنی غذایی و در قرص‌های ویتامین اسفاده می‌شود . هیپوکلریت کلسیم ( Ca(OCl)2 ) : برای شیرین کردن ، ضد عفونی کننده استخر ، سفید کننده ، از اجزاء دئودورانت ، استفاده می‌شود . پرمنگنات سدیم ( Ca(MnO4)2 ) : در سوخت مایع پیش برنده راکت ، تهیه منسوجات ، به عنوان عامل استرلیزه کننده آب و در فرآیندهای دندانپزشکی کاربرد دارد . فسفات سدیم ( Ca3(PO4)2 ) : برای تهیه مواد غذایی برای غذای حیوانات ، کود ، در تولید صنعتی برای ساخت خمیر و مخمر ، در ساخت شیشه و در محصولات دندانپزشکی استفاده می‌شود . فسفید کلسیم ( Ca3P2 ) : در آتش بازی ، جویدنی‌ها ، اژدر و منور استفاده می‌شود . استئارات کلسیم ( Ca(C18H35O2)2 ) : در ساختن مداد شمعی ، سیمان ، انواع خاصی از پلاستیک‌ها و مواد مصنوعی ، به عنوان افزودنی غذایی ، در ساختن مواد نگهدارنده آب و در ساختن رنگ‌ها از آن استفاده می‌شود .سولفات کلسیم ( CaSO4-2H2O ) : به عنوان گچ رایج تخته سیاه استفاده می‌شود . تنگستات کلسیم ( CaWO4 ) : در رنگهای روغنی ، لامپ‌های فلوروسنت و در مطالعات با اشعه ایکس از آن استفاده می‌شود . هیدروکسیل آپاتیت: ( ( Ca5(PO4)3(OH)3 که به رایج به صورت Ca10(PO4)6(OH)2 نوشته می‌شود ، سازنده 70 درصد استخوان است . همچنین کربنات-کلسیم بدون هیدروکسیل آپاتیت ، ماده معدنی اصلی مینای دندان است.
کلسیم در بیوسفر (زیست کره )
کلسیم جزء ساختمانی و ثابت کلیه گیاهان بوده و بصورتهای جزء ساختمانی و یون فیزیولوژیکی توامان یافت می‌شود. مضافا یون کلسیم قادر است اثرات سمی یونهای پتاسیم ، سدیم و منیزیم را بلا اثر نماید. کلسیم بدلیل وجود در خاک قادر است بر قلیائیت آن اثر ومتعاقب آن در رویش گیاهان تاثیر داشته باشد. این عنصر در ساختمان بدن حیوانات (در بافتهای نرم) ، مایعات میان بافتی و اسکت بندی یافت می‌شود. استخوانهای مهره داران حاوی کلسیم ، بصورت فلوئورید کلسیم ، کربنات کلسیم و فسفات کلسیم می‌باشد همچنین کلسیم ذاتا در بسیاری از وظائف بیولوژیکی مهره داران ، سهیم است. درون گیاه، کلسیم بیشتر به صورت پکتات کلسیم، در دیواره یاخته‌ها، یافت می‌شود. و کارش متصل ساختن یاخته‌ها به هم است. این ماده ، به علت غیر قابل انتقال بودنش درون بافت‌ها، باید پیوسته در دسترس گیاه قرار گیرد، کمبود کلسیم باعث کمبود رشد و همچنین لوله شدن برگها و قهوه‌ای رنگ شدن ریشه‌ها می‌گردد. در گوجه فرنگی، کمبود کلسیم باعث گندیدگی ته میوه می‌شود. در سیب، وجود آن مایه سختی بافت‌های میوه شده، به عمر پس از برداشت آن می‌افزاید و کمبودش باعث آسیب پوستی می‌گردد. گرچه میزان کلسیم، اغلب در خاک‌ها به مراتب از پتاسیم کمتر است ولی بر عکس پتاسیم، قابلیت جذب آن برای گیاه خیلی زیادتر می‌باشد. کمبود کلسیم را می‌توان با اضافه کردن آهک به خاک بر طرف ساخت ، البته باید در نظر داشت که آهک واکنش خاک را نیز بالا می‌برد. سوپر فسفات نیز حاوی مقدار زیادی کلسیم است. همچنین برای رفع کمبود کلسیم می‌توان گیاهان را با کلرور کلسیم و یا نیترات کلسیم محلول پاشی کرد.
کلسیم در پزشکی
چون کلسیم یکی از عناصر ضروری بدن است برای جبران کمبود آن ترکیبات دارویی مختلفی ساخته شده است که برخی از آنها عبارتند از : Film Coated Tablet:Calcium (as Corbonate) 500 mg + Vitamin D 200 IU Coated Tablet : Calcium (as Carbonate) 500 mg Tablet: Calcium (as Gluconate) 45 mg Tablet: Calcium Dobesilate 250 mg Effervescent Tablet: 500 mg (Calcium Forte)(Calcium Lactate Gluconate 2.94g +Calcium Carbonate 0.3 g)
منیزیم
منیزیم فلزی است ضعیف و نادر ؛ به رنگ سفید یا نقره‌ای با نماد Mg، عدد اتمی ۱۲، وزن اتمی ۲۴٫۳۰۵۰ و ساختار بلور آن شش گوش یا هگزاگونال متراکم است. نام منیزیم از واژه یونانی Magnesia حوضه‌ای در Thessaly یا از نام شهر قدیمی Magnesia در آسیای صغیر گرفته شده است. منیزیم هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین و سومین عنصر فراوان و قابل حل در آب دریاست. منیزیم در گروه دو (IIA) جدول تناوبی به عنوان فلز قلیایی خاکی قرار دارد.
مشخصات شیمیایی منیزیم
منیزیم در حالت پودری، گرم می‌شود و زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد، آتش گرفته و با شعله‌ای به رنگ سفید می سوزد. این فلز قلیایی خاکی عمدتاً به عنوان یک عامل آلیاژ دهنده برای ساخت آلیاژهای آلومینیوم - منیزیم استفاده می‌شود. این عنصر بصورت سه ایزوتوپ یافت می‌شود: ۲۶Mg, ۲۵Mg, ۲۴Mg که همه این ایزوتوپ‌ها به مقادیر زیاد یافت می‌شوند. حدود ٪۷۹ از منیزیم نوع ۲۴Mg است.
کانی های منیزیم
اگر چه منیزیم در ۶۰ کانی یافت می‌شود، اما این عنصر در ذخایر بزرگ منیزیت، دولومیت، بروسیت، کارنالیت، الیوین و سیلیکات‌های منیزیم، که پتانسیل اقتصادی دارند، یافت می‌شود.
کاربردهای عمده منیزیم
کاربردهای منیزیم در صنایع مختلف به شرح زیر است: دیرگداز آلیاژ تولید فلز منیزیم داروسازی سولفور زدایی و نودولی شدن در صنعت آهن و فولاد کاربردهای شیمیایی اکسید منیزیم کربنات منیزیم بی سولفید منیزیم سولفات منیزیم کلرید منیزیم هیدروکسید منیزیم منیزیای پخته‌شده مکمل غذای حیوانات
منیزیم در پزشکی
منیزیم معدنی برای قلب، عضله و کلیه مهم و مفید است. این ماده قسمتی از دندان و استخوان انسان را می‌سازد. مهم‌تر از همه، این ماده آنزیم‌ها را فعال می‌کند، به شما انرژی می‌دهد و به کارکردن بهتر بدن کمک می‌کند. این ماده همچنین استرس، افسردگی و بی خوابی را کاهش می‌دهد. ویتامین ب-6 به جذب منیزیم مورد نیاز کمک می‌کند و با منیزیم در بسیاری از کارها همکاری می‌کند. منیزیم در بسیاری از غذاها قابل دسترس است. اگرچه بسیاری از مردم در ایالات متحده منیزیم کافی از رژیم غذایی شان دریافت نمی‌کنند. قرص‌های مغذی تنها می‌تواند به شما مقدار منیزیم دریافتی را نشان دهد. دانشمندان روشهای مختلفی برای مشخص کردن میزان منیزیم غذاهای متفاوت پیدا کرده اند. علاوه بر این بسیاری از غذاها به طور کامل تجزیه نشده اند.   بیماریهای طبی مشخصی تعادل منیزیم بدن را بهم می‌زند. برای مثال استفراغ یا اسهال می‌تواند منجر به کمبود منیزیم به طور موقتی شود. بیماریهای معده و روده، دیابت ، التهاب پانکراس ، عملکرد بد کلیه و داروهای دیورتیک (ادرارآور ) ، می‌تواند باعث کمبود طولانی مدت منیزیم شود.  عملکرد منیزیم در بدن
مصرف کافی منیزیم می‌تواند در موارد زیر به شما کمک کند: جلوگیری از سخت شدن رگها (تصلب شرایین) جلوگیری از حمله و سکته قلبی کاهش فشار خون کاهش سطح کلسترول و تری کلیسرید خون تصحیح بی نظمی‌های ضربان قلب توقف حمله حاد آسم کاهش میزان نیاز به انسولین در صورت دیابتی بودن جلوگیری از تشکیل سنگ کلیه درمان بیماری کرون درمان سر و صدای ناشی از کاهش شنوایی بهبود بینایی در صورت داشتن گلوکوما کاهش گرفتگی عضله، تحریک پذیری، خستگی، افسردگی و احتباس مایع مرتبط با قاعدگی جلوگیری از عوارض جدی حاملگی نظیر پره اکلامپسی و اکلامپسی نگهداری و تجدید سطح انرژی طبیعی بدن بهبود وضعیت خواب کاهش اضطراب و افسردگی کاهش عوارض و آثار استرس
منابع غذایی منیزیم
غنی‌ترین منبع منیزیم شامل (TOFU)، آجیل ( بادام، پسته، گردوی سیاه و ... ) ، تخم کدو، بادام زمینی، برگ سبر سبزیجات، غلات، گندم، آرد سویا و ملاس و ...است . از منابع خوب دیگر برای منیزیم ، آرد گندم، آرد جو، چغندر سبز، اسفناج، خرده گندم، حبوبات، جودوسر، موز، سیب زمینی (با پوست) و پسته را می توان نام برد . همچنین می‌توان منیزیم را از بسیاری از گیاهان، از گونه‌های علف‌ها و جلبک‌ها به دست آورد، برای مثال: جلبک آگار، گشنیز، شوید، دانه غلات، شاه‌پسند، خردل خشک، ریحان، پودر کاکائو، تخم رازیانه، مرزه، تخم زیره، تخم ترخون، تخم مرزنجوش و تخم خشخاش.
اشکال دیگر منیزیم
منیزیم به اشکال مختلف در دسترس است. بهترین فرم آن به صورت "قابل حل" عرضه می‌شود، که بدن راحت تر منیزیم این ترکیب را جذب می‌کند. این ترکیبات قابل حل به صورت کپسول ژلاتینی است. مکمل‌های توصیه شده منیزیم شامل سیترات منیزیم، گلوکونات منیزیم و لاکتات منیزیم است. دیگر منابع هم خانواده منیزیم شامل شیر منیزیم (هیدروکید منیزیم) که اغلب به عنوان یک ملین یا آنتی اسید استفاده می‌شود. نمکهای "ایپوم" (سولفات منیزیم ) که به عنوان یک ملین یا تقویت کننده استفاده می‌شود و یا به وان حمام اضافه می‌شود. بعضی از اشکال منیزیم از طریق پوست قابل جذب است.  محاسبه سختی موقت آب
خواص فیزیکی و شیمیایی آب، خواصی مانند شفافیت، رنگ، بو، دما ، نمک های محلول در آن ، سختی و کیفیت آب را بیان می کند. در این میان، نمک های محلول در آب یکی از مهمترین عوامل است . تمام نمک هایی که در آب محلول اند، نشان دهندۀ ناخالصی های آلی و معدنی اند.  مهم ترین عامل تعیین کننده کیفیت آب شرب سختی آن است . درجه سختی آب عبارت است از تعداد میلی گرم های یون های کلسیم و منیزیم در یک دسی متر مکعب آب . برای بیان سختی آب از کمیت صابونی شدن نیز می توان استفاده کرد . به این مفهوم آبی که دارای کاتیون هایی باشد که از کف کردن صابون جلوگیری کند، آب سخت نامیده می شود. کاتیون هایی که اغلب در آب معمولی وجود دارند و سبب سختی آب می شوند، عبارتند از: Fe3+, Fe2+, Mg2+, Ca2+ صابون های معمولی ( نه دترژان ها ) ، مخلوطی از نمک سدیم ( یا پتاسیم ) و اسیدهای آلی (پالمیتیک ، استئارتیک و اولئیک ) هستند. این صابون ها به مقدار زیادی در آب حل می شوند و به آسانی در آب خالص کف می کنند. هنگامی که به آب سخت صابون اضافه می شود یون های Mg2+, Ca2+ و یا آهن با آنیون صابون ترکیب شده و تولید رسوب می کنند. 2 NaC18 H35 O2 + Ca2+ =» Ca (C18 H35 O2 )2 + 2 Na+   هنگامی که در دیگ های بخار از آب سخت استفاده می شود، حرارت دادن و تبخیر نمودن آب سبب می شود که نمک های غیرفرار در لوله های دیگ رسوب کنند . رسوب هنگامی ظاهر می شود که آب از نمک اشباع شده باشد . در نتیجه این رسوب ها موجب کم شدن بازده دیگ های بخار می شو ند. یعنی مبادله حرارتی خوب انجام نمی گیرد و زیادی رسوب سبب ترکیدن لوله ها می شود. از بحث بالا چنین بر می آید که باید آبی که برای دیگ های بخار به کار می رود عاری از یونهایMg2+ و Ca2+ و آهن باشند. خارج ساختن این یون ها از آب را، نرم کردن آب می گویند.   برای آب سه نوع سختی وجود دارد: 1) سختی موقت   2) سختی دایم   3) سختی کل  سختی موقت
سختی موقت مربوط به و جود بی کربنات های کلسیم و منیزیم محلول در آب است که با حرارت دادن و جوشیدن آب به کربنات های نامحلول تبدیل می شوند و به صورت جامد ته نشین شده و از محیط خارج می گردند. از آ ن جایی که این نمک های محلول در اثر حرارت به رسوب تبدیل می شوند و از سختی آ ب کم می شود. سختی مربوط به این نمک ها را سختی موقت می گویند.  واحد سختی آب
واحد اندازه گیری سختی آب در کشورهای مختلف متفاوت است . مثلاً یک درجه سختی فرانسوی معادل10 میلی گرم کلسیم کربنات در یک لیتر آب است که به آن درجه هیدروتی متریک فرانسوی نیز می گویند. یک درجه سختی آلمانی معادل 10 میلی گرم آهک زنده ) (CaOدر یک لیتر آب است . یک درجه سختی آمریکایی معادل 1 میلی گرم از یون هایMg2+, Ca2+ در یک لیتر آب است ) (ppm. جدول زیر انواع تقسیم بندی آب را بر حسب میلی گرم بر لیتر کلسیم کربنات را نشان می دهد. میلی گرم در یک لیتر آب کلسیم کربنات نوع آب 0 - 55 سبک 55 - 100 سختی کم 100 - 200 متوسط 200 - 500 سخت در جدول بعدی رابطه بین سختی آب ( کلسیم کربنات ) و کاربرد آب نشان داده شده است. نوع آب میلی گرم در یک لیتر آب کلسیم کربنات نوع آب میلی گرم در یک لیتر آب کلسیم کربنات 0 - 300 پختن سبزیجات و آب آشامیدنی 300-600 نسبتا" سخت و باید نرم شود بزرگتر از 600 برای هیچ گونه مصرفی مناسب نیست     در این آزمایش سختی موقت آب شهر اندازه گیری می شود. برای اندازه گیری سختی موقت آب، مقداری آب شهر با کلریدریک اسید با مولاریته مشخص در حضور معرف متیل نارنجی تیتر می شود. واکنش به قرار زیر است: Mg ( HCO3 )2 + 2 HCl =» MgCl2 + 2 H2O + 2 CO2 Ca ( HCO3 )2 + 2 HCl =» CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2   در نقطه هم ارزی رنگ محلول از زرد به نارنجی تغییر می کند و تعداد مول ها و یا میلی مول های کلریدریک اسید و بی کربنات کلسیم و منیزیم (که بیانگر سختی موقت آب است ) باهم برابر هستند.  هدف آزمایش
محاسبه سختی موقت آب با روش تیتر کردن آب شهر توسط اسید هیدروکلریک اسید  وسایل و مواد مورد نیاز
استوانه مدرج ( مزور ) ارلن مایر بورت قیف شیشه ای شناساگر متیل اورانژ اسید HCl 0.1 مولار  شرح آزمایش
ابتدا 50 میلی لیتر آب شهر را توسط استوانه مدرج برداشته و داخل ارلن مایر می ریزیم . سپس اسید هیدروکلریک 0.1 مولار را که قبلا تهیه کردیم ، توسط قیف شیشه ای، درون بورت 25 میلی لیتر می ریزیم تا بورت کاملا پر شود ( تا نقطه صفر بورت را پر کند ) . حال 3 قطره متیل اورانژ ، درون ارلن شامل آب شهر ریخته و ارلن را تکان می دهیم تا کاملا شناساگر درون آب حل شود . محلول حاصل زرد رنگ خواهد بود و انتظار می رود که پس از تیتراسیون و خنثی شدن محلول ، رنگ محلول حاصل نارنجی شود . اکنون شیر بورت را آرام آرام باز نموده و اجازه می دهیم تا اسید قطره قطره وارد ارلن شود و این عمل را تا زمانی ادامه می دهیم که رنگ محلول داخل ارلن نارنجی شود. حال حجم اسید مصرفی را از روی بورت می خوانیم . سپس سختی موقت را از رابطه زیر محاسبه می کنیم : حجم اسید مصرفی× غلظت اسید مصرفی   = سختی موقت توجه کنید که سختی موقت را برای 1000 میلی لیتر یا 1 لیتر آب شهر در نظر می گیریم . بنابراین به علت این که آزمایش را برای 50 میلی لیتر انجام دادیم ، لازم است تا رابطه بالا را در عدد 200 ضرب کنیم تا محاسبات برا ی 1 لیتر آب بدست آید .
محاسبات
0.1 ( mollit ) × 200 = 0.07   ×   (mol) = 0.0035 ( lit ) سختی موقت مقدار بدست آمده نشان دهنده این است که در 1 لیتر آب شهر دماوند ، 0.07 مول از یون های Mg2+ Ca2+ موجود است .  منابع   دستور کار آزمایشگاه شیمی عمومی 1 ، دانشکده علوم دانشگاه زنجان www.google.com abharchimestry.parsiblog.com fa.wikipedia.org

گزارش کار محاسبه سختی موقت آب

مطالب مشابه :

قوانین سختی کار

ابلاغ دستورالعمل پرداخت فوق‌العاده سختي کار و کاردرمحيط غيرمتعارف

گزارش کار محاسبه سختی موقت آب

مشاوران هم سختی کار دارند

مختصری در مورد ابزار ها , قلمها و الیاژهای ماشینکاری

آیا لباس فرم برای خبرنگاران الزامی است!

کیک اسفنجی

کشش(تعیین ضرایب K و n در فرمول کار سختی)

اشکالات در قرارداد اپراتور های برق کرمانشاه

نحوه ای ثبت نام سفارت استرالیا در تهران