Опыт 1. Получение жесткой воды. В пробирку с кусочками карбоната кальция CaCO3 прилейте 2-3 мл раствора соляной кислоты HCl. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой. Что происходит в пробирке? Составьте уравнение реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде. Конец газоотводной трубки, из которой выделяется углекислый газ CO2, опустите в пробирку с 2 мл известковой воды (прозрачный раствор Ca(OH)2). Что происходит в пробирке с известковой водой? Составьте уравнение реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде. Продолжайте пропускать углекислый газ до получения прозрачной жидкости. Полученную жесткую воду разделите на 3 пробирки. Составьте уравнение реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде. Сделайте вывод, как получается жесткая вода.

В пробирке с карбонатом кальция и соляной кислотой происходит реакция, в результате которой выделяется углекислый газ и образуется растворимая соль кальция, делая воду жесткой. Уравнения реакций: Молекулярное уравнение: \(CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\) Ионное уравнение: \(Ca^{2+} + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O + CO_2\) Сокращенное ионное уравнение: \(CaCO_3 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2\) При пропускании углекислого газа через известковую воду (гидроксид кальция) сначала происходит помутнение из-за образования карбоната кальция: Молекулярное уравнение: \(Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O\) Ионное уравнение: \(Ca^{2+} + 2OH^- + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O\) Однако, при дальнейшем пропускании углекислого газа, карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат, и раствор становится прозрачным: Молекулярное уравнение: \(CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2\) Ионное уравнение: \(CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca^{2+} + 2HCO_3^-\) Вывод: Жесткая вода получается при растворении солей кальция и магния, в данном случае – хлорида кальция и гидрокарбоната кальция.