Soru:
Su sertliği, başlıca suda çözünmüş Kalsiyum (Ca²⁺) ve Magnezyum (Mg²⁺) iyonlarının konsantrasyonundan kaynaklanır. Sert sular sabunla köpürmez ve kazanlarda, borularda kireç taşı (CaCO₃) birikintisine neden olur.
Suyun geçici sertliği, suyun kaynatılması ile giderilebilir. Buna karşılık, kalıcı sertlik ancak kimyasal yöntemlerle (örneğin, iyon değiştirme veya çökeltme) giderilir. Sudaki geçici ve kalıcı sertliğe neden olan anyonlar nelerdir ve kaynatma işlemi neden sadece geçici sertliği giderir? Kimyasal denklemlerle açıklayınız.
Çözüm:
💡 Bu soru, su sertliği türlerinin kimyasal kökenini anlamayı gerektirir.
- ➡️ 1. Adım: Sertliğe Neden Olan İyonlar - Sertliğe her zaman Ca²⁺ ve Mg²⁺ katyonları neden olur. Ancak bu katyonların hangi anyonlarla birlikte bulunduğu, sertlik türünü belirler.
- ➡️ 2. Adım: Geçici Sertlik - Geçici sertlik, kalsiyum ve magnezyum iyonlarının bikarbonat (HCO₃⁻) anyonu ile birlikte bulunmasından kaynaklanır. (Ca(HCO₃)₂ ve Mg(HCO₃)₂).
- ➡️ 3. Adım: Kaynatmanın Etkisi (Geçici Sertlik Giderme) - Su kaynatıldığında, bikarbonat iyonları ısı etkisiyle ayrışır ve çözünmeyen karbonatları (kireç taşı) çöktürür. Tepkime:
Ca(HCO₃)₂ (suda) → Isı → CaCO₃ (katı) ↓ + CO₂ (gaz) ↑ + H₂O
Çözünmüş haldeki Ca(HCO₃)₂, çözünmeyen CaCO₃ katısına dönüşerek dibe çöker. Böylece sudan Ca²⁺ iyonları uzaklaştırılmış olur ve geçici sertlik giderilir.
- ➡️ 4. Adım: Kalıcı Sertlik - Kalıcı sertlik ise, kalsiyum ve magnezyum iyonlarının sülfat (SO₄²⁻) veya klorür (Cl⁻) anyonları ile birlikte bulunmasından kaynaklanır. (CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂).
- ➡️ 5. Adım: Kaynatmanın Kalıcı Sertliğe Etkisi - Bu tuzlar (CaSO₄, CaCl₂ vb.) suda çözünürlükleri yüksek olduğu için ve kaynatma ile bir çökelti oluşturmadıkları için, kaynatma işlemi onları sudan uzaklaştırmaz. Bu nedenle kaynatma, kalıcı sertliği gideremez.
✅ Sonuç olarak; geçici sertliğin anyonu HCO₃⁻, kalıcı sertliğin anyonları ise SO₄²⁻ ve Cl⁻'dir. Kaynatma, sadece bikarbonatların ayrışıp karbonat çökeltisi oluşturması prensibiyle çalıştığı için yalnızca geçici sertliği giderir.
