Поняття про твердість води. Кругообіг Карбону в природі. Силікатна кислота й силікати, їх властивості, застосування

Твердість води зумовлена наявністю у ній йонів кальцію та магнію. Розрізняють тимчасову твердість води (або карбонатну) і постійну твердість (або некарбонатану). Карбонатна твердість спричинюється наявністю у воді гідроген карбонатів кальцію і магнію. Вона усувається кип’ятінням. Некарбонантна твердість обумовлюється наявністю у воді сульфатів, хлоридів, нітратів тощо кальцію та магнію. Її можна усунути додаванням соди або пропусканням води через йонообмінник.

У природі постійно відбувається кругообіг Карбону. Основну роль у ньому відіграє карбон(IV) оксид CO₂, вуглекислий газ, що входить до складу атмосфери Землі. До атмосфери вуглекислий газ надходить внаслідок процесів виверження вулканів, горіння палива, процесів життя, бродіння, дихання людей. З повітря CO₂ у значних кількостях поглинається рослинами в процесі фотосинтезу. Унаслідок цього процесу утворюються органічні сполуки, які містять Карбон. Рослини поїдаються тваринами й органічні речовини переходять в їхній організм. Тварини виділяють Карбон під час дихання у вигляді вуглекислого газу. Крім того, рослини і тварини з часом відмирають, починають гнити, перетворюючись на горючі копалини - кам’яне вугілля, нафту, природний газ. Ми використовуємо їх як паливо. Унаслідок згоряння цих речовин утворюється CO₂, який знову повертається в атмосферу.

Крім того, вуглекислий газ із атмосфери поглинається також водою Світового океану і реагує з гірськими породами. Так утворюються вапняки, доломіти та інші карбонати. Така різноманітність процесів забезпечує постійний кругообіг Карбону в природі.

Силікатна кислота має молекулярну формулу H₂SiO₃. Це дуже слабка кислота, у воді малорозчинна. Вона не має кислого смаку, хоч і забарвлює синій лакмус у червоний колір. При нагріванні силікатна кислота легко розкладається на силіцій(IV) оксид і воду.

H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O

І ще одна властивість силікатної кислоти: вона реагує з лугом, утворюючи сіль та воду.

Солі силікатної кислоти називаються силікатами. Їхній склад звичайно зображують у вигляді сполук оксидів елементів. Наприклад, CaSiO₃ можна виразити формулою CaO · SiO₂. Якщо до складу силікатів входить оксид алюмінію, то вони називаються алюмосилікатами. До алюмосилікатів належать біла глина (каолін), польовий шпат, нефелін.

Силікати в основному нерозчинні у воді. Виняток становлять силікати натрію та калію. Їх називають ще розчинним склом, або рідким склом. Рідке скло застосовують як зв’язуючий матеріал при виготовленні кислотостійких бетонів, замазок, силікатного клею, для просочування тканини, дерева і паперу, щоб надати їм вогнестійкості й водонепроникності.