Właściwość ta związana jest z obecnością w wodzie wodorowęglanów, które przy ogrzewaniu rozkładają się do nierozpuszczalnych m.in węglanów, tworząc kamień kotłowy. Proces ten zaobserwować można np. w czajnikach.

Właściwość ta nazywa się przemijającą twardością węglanową. Spowodowana jest obecnością w wodzie wodorowęglanów wapnia i magnezu, które w wyniku ogrzewania wody przekształcają się w trudnorozpuszczalne węglany wapnia $\left({\text{CaCO}}_3\right)$ i magnezu $\left({\text{MgCO}}_3\right)$ oraz wodorotlenek magnezu $\left(\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2\right)$.

Zastanów się, jaki efekt może mieć nagromadzenie się kamienia w czajniku lub pralce.

Wytrącanie się osadów węglanu wapnia oraz magnezu (a także wodorotlenku magnezu) w czajniku lub pralce może prowadzić do zwiększenia zużycia energii potrzebnej do ogrzania wody. Czujnik temperatury pokryty kamieniem podaje niższą temperaturę wody niż w rzeczywistości, co przekłada się na dłuższy czas pracy grzałki, która również pokryta kamieniem oddaje generowane ciepło warstwie kamienia i ulega przepaleniu. W efekcie, nieusuwany kamień może prowadzić do uszkodzenia urządzeń. Ponadto porowaty osad jest miejscem do rozwoju mikroorganizmów.

Wykorzystaj proporcję, w której założysz, że całkowita masa danej soli stanowi $100\%$.

Pierwiastkowy skład $\%$ dla ${\text{CaCO}}_3$

$\%$ zawartość $\text{Ca}$ w ${\text{CaCO}}_3=x=40\%$

$\%$ zawartość $\text{C}$ w ${\text{CaCO}}_3=12\%$

$\%$ zawartość $\text{O}$ w ${\text{CaCO}}_3=\left(16·3\right)\%=48\%$

Pierwiastkowy skład $\%$ dla ${\text{MgCO}}_3$

$M_{{\text{MgCO}}_3}=24 \frac{\text{g}}{\text{mol}}+12 \frac{\text{g}}{\text{mol}}+3·16 \frac{\text{g}}{\text{mol}}=84 \frac{\text{g}}{\text{mol}}$

$\%$ zawartość $\text{Mg}$ w ${\text{MgCO}}_3=y=\mathrm{28,6}\%$

$\%$ zawartość $\text{C}$ w ${\text{MgCO}}_3=\frac{y}{2}=\frac{\mathrm{28,6}\%}{2}=\mathrm{14,3}\%$

$\%$ zawartość $\text{O}$ w ${\text{MgCO}}_3$ $=100\%-\mathrm{28,6}\%-\mathrm{14,3}\%=\mathrm{57,1}\%$

Dla ${\text{CaCO}}_3$ procentowy skład pierwiastkowy to kolejno: dla $\text{Ca}$ – $40\%$, dla $\text{C}$ – $12\%$, dla $\text{O}$ – $48\%$.

Dla ${\text{MgCO}}_3$ procentowy skład pierwiastkowy to kolejno: dla $\text{Mg}$ – $\mathrm{28,6}\%$, dla $\text{C}$ – $\mathrm{14,3}\%$, dla $\text{O}$ – $\mathrm{57,1}\%$.

W pierwszym kroku oblicz masę wodorowęglanu wapnia ($m_s$), jaka zawarta jest w roztworze o masie równej $10 \text{kg}$. W tym celu skorzystaj ze wzoru:

Masa wodorowęglanu wapnia:

Masa powstałego węglanu wapnia:

Na skutek rozkładu $300 \text{g}$ wodorowęglanu wapnia powstanie $185 \text{g}$ węglanu wapnia.

Podczas formułowania problemu badawczego należy zwrócić uwagę na treść hipotezy. Problem badawczy powinien zadawać pytanie, na które odpowiedzią jest  hipoteza.

Podczas przeprowadzania doświadczenia kluczowe jest, aby roztwór kwasu dodawać kroplami do roztworu wody wodociągowej i wskaźnika.

Problem badawczy:

Czy za pomocą miareczkowania roztworem kwasu chlorowodorowego, w obecności wskaźnika, można oznaczyć twardość węglanową wody?

Przebieg doświadczenia:

1. Do kolby stożkowej należy odmierzyć pipetą $50 {\text{cm}}^3$ wody wodociągowej.

2. Następnie dodać dwie krople oranżu metylowego. Biuretę należy napełnić roztworem $\text{HCl}$ o stężeniu $\mathrm{0,1} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$ do kreski oznaczonej „$0$”.

3. Następnie należy miareczkować przygotowaną wodę ze wskaźnikiem, dodając do niej kroplami z biurety roztwór kwasu.

4. Miareczkowanie należy przerwać, gdy nastąpi zmiana zabarwienia z żółtego na żółtoczerwony.

5. Następnie odczytuje się na biurecie objętość zużytego roztworu w ${\text{cm}}^3$.

6. Miareczkowanie powinno się powtórzyć dla sprawdzenia wyników. Do obliczeń należy wziąć średnią z uzyskanych wyników.