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Hausübung

Vorbereitung Wasserenthärtung

549 / ~2 sternsternsternstern_0.25stern_0.3 Emil S. . 2011
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Hausübung
Chemie

Fachhochschule gelsenkirchen

2011, zyuzina

Emil S. ©
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ID# 11727







Vorbereitung Wasserenthärtung

Chemie Versuch 5 Tim E5

Aufgabe 1.

Im Wasser enthaltene Kationen sind z.B. Calcium und Magnesium, im Wasser enhaltene Anionen z.B. Sulfat, Carbonat, Phosphat oder Chlorid.

Aufgabe 2.

Temporäre Wasserhärte:
In Bezug auf die Wasserhärte ist die Konzentration des Anions Hydrogencarbonat (HCO3−) von spezieller Bedeutung. Man bezeichnet die Konzentration an Hydrogencarbonationen bzw. den hierzu äquivalenten Teil der Erdalkalimetallionen als temporäre Härte.

Das Wasser befindet sich im sogenannten Kalkkohlensäure-Gleichgewicht, wenn es gerade so viel Kohlenstoffdioxid enthält, dass es gerade keinen Kalk abscheidet, aber auch keinen Kalk lösen kann. Wird einem solchen Wasser Kohlenstoffdioxid entzogen, bilden sich schwer lösliche Verbindungen wie Calcit und Dolomit als besonders schwer lösliches Mischcarbonat (Kesselstein, Seekreide).

Aufgrund der Temperaturabhängigkeit dieses Gleichgewichtssystems bilden sich auch Ablagerungen bei der Bereitung von heißem Wasser.

Permanente Wasserhärte:
Als Nichtcarbonat-, permanente oder bleibende Härte bezeichnet man den Teil der Gesamtwasserhärte, der nicht an Hydrogencarbonat bzw. Carbonat gebunden ist und daher prinzipiell nicht als Calcium- oder Magnesiumcarbonat aus dem Wasser entfernt werden kann.

Dieser nicht entfernbare Anteil ist durch Anionen wie z. B. Chloride, Nitrate und Sulfate ausgeglichen. In welchen unterschiedlichen Konzentrationen diese Anionen genau vorliegen, spielt in Bezug auf die Wasserhärte keine Rolle, gibt aber Auskunft über die Herkunft dieser Anteile.

Bei der Chromatographie werden unterschiedliche Substanzen in der so genannten mobilen Phase auf einer stationären Phase befördert. Durch Wechselwirkungen zwischen der Probe, der stationären Phase und der mobilen Phase, werden einzelne Substanzen unterschiedlich schnell transportiert und somit voneinander getrennt.

Aufgabe 4.

Ionentausche sind Materialien, mit denen gelöste Ionen durch andere Ionen gleicher Ladung ersetzt werden können. Das Prinzip des Ionentauschers ist, dass Ionen umso stärker an den Ionentauscher gebunden werden, je höher ihre Ladung (positiv oder negativ) und je größer ihr Ionenradius ist.

Das stärker bindende Ion verdrängt also das schwächere Ion. Somit muss dafür gesorgt sein das das unerwünschte Ion, das aus der Lösung entfernt werden soll, stärker gebunden wird als das Ion, was an den Ionentauscher gebunden ist. Einflussfaktoren wären da z.B. der pH-Wert. Neben der Selektivität können auch durch Vergrößerung einer Stoffkonzentration aufgenommene Ionen wieder vom Ionentauschermaterial verdrängt werden.

Es gibt 2 Arten von Ionentauschern, einmal den Anionentausche und dann den Kationentauscher. Diese beiden Typen unterscheiden sich darin das es erst einmal darauf ankommt welche Art von Ionen ausgetauscht werden sollen. Nutzt man einen Kationentauscher ist die aktive Gruppe eine anionische Gruppe, wie beispielsweise Carboxygruppen.

Man unterscheidet zwischen schwachsaure Kationentauscher (Carboxygruppen) und stark saure mit Sulfonsäuregruppen. Die Anionentauscher hingegen enthalten stark basische Sorten von Ammoniumgruppen als aktive Gruppen, die ihr Gegenion austauschen können. Schwach basische Austauscher enthalten Aminogruppen an die die Anionen freier Säuren angelagert werden.

Aufgabe 6.

Ionentauscher werden z.B. zur Herstellung von demineralisiertem Wasser verwendet, in der Elektroindustrie zum Herstellen von elektronischen Bauteilen, wie die Chipherstellung. Auch in Geschirrspülmaschinen, hier werden sie dazu genutzt um die Maschine vor Ionen zu schützen welche zum Kesselstein (Kalkablagerungen) führen.

Auch in Waschmitteln, hier soll der Ionentauscher den Caliumcarbonatgehalt des Wassers herabsetzen um die Bildung von Kalkseifen zu verhindern. Aber auch in der Medizin kommen Ionentauscher zum Einsatz. Zur Abgabe von Wirkstoffen, indem im Körper vorhandene Protonen oder Metallionen in den Ionentauscher aufgenommen werden und der im Ionentauscher enthaltene Wirkstoff abgegeben wird.


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