KWALIFIKACJA CHM4 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 38.
Który proces uzdatniania wody przedstawiają zamieszczone równania reakcji chemicznych?
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Reakcje pokazują wiązanie CO2 i wodorowęglanów przez Ca(OH)2 z wytrąceniem nierozpuszczalnego CaCO3.
To typowy mechanizm usuwania twardości węglanowej/alkaliczności w procesie dekarbonizacji metodą wapienną (wapnowaniem), bez udziału kwasu ani "węglanu" jako reagentu.

Pełne wyjaśnienie:

W obu równaniach kluczowe jest to, że reagentem jest Ca(OH)2 (wapno gaszone), a efektem jest powstanie osadu CaCO3. Taki schemat jest charakterystyczny dla uzdatniania wody, w którym usuwa się składniki układu węglanowego (CO2 rozpuszczony oraz wodorowęglany) poprzez ich przekształcenie do słabo rozpuszczalnego węglanu wapnia.

Równanie CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O opisuje neutralizację/wiązanie rozpuszczonego dwutlenku węgla (źródła kwasowości w wodzie) przez wodorotlenek wapnia i wytrącenie CaCO3. Drugie równanie Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O pokazuje usuwanie wodorowęglanów wapnia, czyli składnika odpowiedzialnego za twardość węglanową (przemijającą). To właśnie ten etap jest sednem dekarbonizacji: redukcji alkaliczności/wodorowęglanów poprzez strącanie węglanu wapnia.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "Dekarbonizacji węglanem." – w podanych reakcjach nie ma węglanu (np. Na2CO3) jako odczynnika. Węglan wapnia pojawia się dopiero jako produkt strącania.
  • "Dekarbonizacji wapnem i kwasem." – kwas nie występuje w równaniach. Wprost przeciwnie: Ca(OH)2 jest zasadą, która usuwa CO2/wodorowęglany przez strącanie CaCO3.
  • "Dekarbonizacji węglanem i kwasem." – błędne są oba elementy: brak zarówno węglanu jako reagentu, jak i kwasu.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli w zadaniu o uzdatnianiu wody widzisz Ca(OH)2 oraz osad CaCO3, najczęściej chodzi o proces wapienny (dekarbonizację/zmiękczanie wapnem), czyli usuwanie twardości węglanowej poprzez strącanie węglanów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dekarbonizacja to proces usuwania z wody składników układu węglanowego (głównie CO2 i wodorowęglanów), aby obniżyć alkaliczność i twardość węglanową. Często realizuje się ją metodą wapienną, gdzie Ca(OH)2 powoduje strącanie osadu CaCO3.
Najprostszy sygnał to obecność Ca(OH)2 jako reagentu oraz powstawanie CaCO3 jako produktu (osadu). Jeśli dodatkowo w substratach jest CO2 lub Ca(HCO3)2, wskazuje to na usuwanie twardości węglanowej metodą wapienną.
Wodorotlenek wapnia dostarcza jonów Ca2+ i podnosi pH, co przesuwa równowagi węglanowe w stronę jonów CO32−. W efekcie Ca2+ łączy się z CO32−, tworząc słabo rozpuszczalny CaCO3, który wytrąca się z roztworu.
Ca(HCO3)2 to wodorowęglan wapnia występujący w wodach naturalnych i odpowiadający za twardość węglanową (przemijającą). Podczas uzdatniania można go usunąć, doprowadzając do przekształcenia w CaCO3 i wytrącenia osadu, np. po dodaniu Ca(OH)2.
Nie. W pokazanym typie zadań dekarbonizacja zachodzi metodą zasadową (wapienną), gdzie Ca(OH)2 wiąże CO2 i usuwa wodorowęglany przez strącanie CaCO3. Użycie kwasu obniżałoby pH, co zwykle nie sprzyja wytrącaniu węglanu wapnia.
Częsty błąd to wybór odpowiedzi z "węglanem", bo w produktach pojawia się CaCO3 (mylenie produktu z odczynnikiem). Inny błąd to dopisywanie "kwasu" przez skojarzenie z CO2. Warto zawsze sprawdzić, jaki odczynnik faktycznie dodano w równaniu.
Zmniejsza twardość węglanową, bo usuwa z wody wodorowęglany wapnia/magnezu, przekształcając je do trudno rozpuszczalnych węglanów (np. CaCO3). W praktyce oznacza to mniejszą skłonność do tworzenia kamienia kotłowego i stabilniejsze parametry wody technologicznej.
Stosuje się go m.in. przed zasilaniem kotłów, instalacji grzewczych, układów chłodzenia i w procesach przemysłowych wymagających ograniczenia osadów CaCO3. Celem jest obniżenie alkaliczności i twardości węglanowej, by ograniczyć wytrącanie kamienia i problemy eksploatacyjne.
Najczęściej porównuje się wyniki przed i po procesie: twardość (w tym węglanową), alkaliczność oraz pH. Dodatkowo można ocenić ilość osadu/zmętnienie po strącaniu. W pracy technika analityka ważne jest też poprawne pobieranie próbek i miareczkowanie zgodnie z metodyką.
Dekarbonizacja wapnem opiera się na Ca(OH)2 i redukcji wodorowęglanów/CO2 z wytrąceniem CaCO3. Zmiękczanie sodą (Na2CO3) dostarcza jonów CO32− i służy głównie do strącania jonów Ca2+ jako CaCO3, ale reagenty są inne.
info

Około 51% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Wodorotlenek wapnia" – sekcja o zastosowaniach i reakcjach prowadzących do powstawania CaCO3, https://pl.wikipedia.org/wiki/Wodorotlenek_wapnia (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Twardość wody" – część dotycząca twardości węglanowej (przemijającej) i jej usuwania, https://pl.wikipedia.org/wiki/Twardo%C5%9B%C4%87_wody (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): "Lime softening" – opis reakcji usuwania wodorowęglanów i strącania CaCO3, https://en.wikipedia.org/wiki/Lime_softening (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: dział o układzie CO2/HCO3-/CO3(2-) i reakcjach strąceniowych węglanów
  • Materiały dydaktyczne z technologii uzdatniania wody: zmiękczanie i dekarbonizacja metodą wapienną
  • Ćwiczenia laboratoryjne: oznaczanie twardości ogólnej i węglanowej oraz alkaliczności (miareczkowanie)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego