Zouten: hard water

Deze video geeft uitleg over Zouten: hard water voor het eindexamen scheikunde.

Hieronder kun je de tekst van de video nog eens nalezen:
Deze video gaat over hard water. Wat is dat nou precies, hard water? Vrijwel iedereen heeft weleens met hard water te maken gehad. We hebben namelijk allemaal weleens meegemaakt dat jij of je ouders de douche uitbundig hebben staan schoon maken, maar dat er na twee dagen weer een doffe waas over de douchecabine hangt of dat er een witte aanslag is ontstaan. Nou dit wordt dus veroorzaakt door hard water. We weten dat er in water altijd positieve en negatieve ionen aanwezig zijn. Maar wanneer er veel calciumionen (Ca2+ (aq)) of magnesiumionen in het water aanwezig zijn (Mg2+ (aq)), dan spreken we van hard water. Nu bestaat er natuurlijk ook zacht water en dit is water met juist een lage hoeveelheid calcium- en/of magnesiumionen. Naast deze calcium- of magnesiumionen bevinden zich ook waterstofcarbonaat ionen (HCO3- (aq)) in het water. Wanneer het water rond de 60/70 graden is, zal er een reactie optreden tussen de calciumionen en de waterstofcarbonaat ionen. Hierbij zal er een neerslag van calciumcarbonaat ontstaan. (Ca2+ (aq) + 2 HCO3- (aq) ? CaCO3 (s) + CO2 + H2O). Misschien kan deze neerslagreactie tussen de twee ionen worden weergegeven met een soort animatie? Het calciumcarbonaat is namelijk een vaste stof terwijl de ionen allebei opgelost zijn in het water en dus niet te zien zijn. Dit calciumcarbonaat is een vaste stof en dit is juist hetgeen wat een witte aanslag op tegels in bijvoorbeeld je douche kan veroorzaken. Een andere naam voor het calciumcarbonaat is kalk. Wanneer hardwater dus verwarmd wordt, zal er dus een neerslag van kalk ontstaan en het grootste nadeel hiervan is dat dingen, zoals je wasmachine en je waterkoker, verstopt kunnen raken. Een ander nadeel van dit calciumcarbonaat is dat het voor een verminderde wassende van zeep kan zorgen. In zeep zitten namelijk verschillende ionen, zoals het stearaation (C17H35COO-). Wanneer er wordt gewassen met dit harde water, dan kunnen de calciumionen neerslaan met deze stearaationen. (Ca2+ (aq) + 2 C17H35COO- (aq) ? Ca(C17H35COO)2). Hierdoor verdwijnen dus de stearaationen uit de zeep omdat er een neerslag ontstaat van calciumstearaat. Dit heeft als gevolg dat de zeep ook zijn wassende werking zal verliezen. De belangrijkste nadelen van hard water zijn dus dat allerlei apparaten verstopt kunnen raken door een neerslag van calciumcarbonaat, oftewel kalk, en dat de calciumionen ervoor kunnen zorgen dat de wassende werking van zeep verdwijnt. Een zeep ion is namelijk een emulgator. Zeepionen, als de stearaationen, bestaan namelijk allemaal uit een hele lange koolstofketen. Deze koolstofketen is hydrofoob omdat er geen OH groep of NH-groep in de keten aanwezig is. Dit betekent dat deze kant van het ion ook niet zal mengen met water. Het lijkt mij een goed idee om het stearaat (dat is de lange keten, dus niet het Ca2+ ion) in beeld te brengen en om hierin weer te geven dat de lange staart hydrofoob is en dus niet met water mengt. De kop van deze keten is juist hydrofiel en dit betekent dat deze juist met water zal mengen. En dit kunnen we ook wel weergeven als een rondje met een streepje eraan. Dit rondje staat voor de hydrofiele kop en de staart juist voor de hydrofobe staart. Dit is niet een heel mooi plaatje maar zo'n soortgelijk plaatje moet wel in beeld worden gebracht om weer te geven hoe zo'n zeepmolecuul eruitziet. Wanneer je dus bijvoorbeeld een hydrofoob vuildeeltje op je broek hebt zitten, dan is er zeep nodig om dit vuildeeltje weg te krijgen. Een hydrofoob vuildeeltje lost namelijk niet op in water. Zo'n zeepion, oftewel een emulgator, kan daarentegen het hydrofobe vuildeeltje juist wel wegkrijgen. De hydrofobe staart van het zeepion richt zich namelijk naar het vuildeeltje, terwijl de hydrofiele kop niet met het vuildeeltje zal mengen. Hierdoor ontstaat er een soort van mantel van hydrofiele koppen rondom het vuildeeltje. Deze hydrofiele koppen kunnen wel mengen met water en dus zal het vuildeeltje vervolgens ook verdwijnen uit je broek. Wanneer er dus wordt gewassen met hardwater, zal de zeepwerking van het zeep verdwijnen en dus zullen je kleren ook niet meer goed schoon worden. In deze video hebben we dus gekeken naar de nadelen van hard water en hoe zeep als emulgator werkt.