Tvrdost vody: co byste měli vědět

Proč je voda tvrdá?

Tvrdost vody je dána počtem miligramů iontů Ca ²⁺ a Mg ²⁺ v ní obsažených. Část tvrdosti, která určuje její celkovou alkalitu (což je dalším ukazatelem kvality vody), se označuje jako uhličitanová tvrdost, jinak známá jako přechodná tvrdost. Kvantitativní přebytek nad celkovou alkalitou se jinak nazývá nekarbonátová (pevná) tvrdost. Celková hodnota uhličitanové a nekarbonátové tvrdosti představuje celkovou (obecnou) tvrdost vody. Čím vyšší je obsah iontů vápníku a hořčíku ve vodě, tím větší je tvrdost. Hodnotu tohoto ukazatele navíc nepřímo ovlivňují ionty železa a manganu. Voda se stává tvrdou, protože během své cirkulace přichází do kontaktu s mnoha faktory, jako jsou horniny nebo půda, které jí darují různé koncentrace elementárních iontů. Přirozeně se vyskytující vody obvykle obsahují až 10 mg Mg/l. Koncentrace hořčíkových iontů zřídka přesahuje 100 mg na litr. V přírodních zdrojích vody převládá typ tvrdosti způsobený vysokým obsahem vápenatých iontů, označovaných také jako vápenatá tvrdost. V analytických laboratořích a laboratořích kontroly kvality se celková tvrdost stanovuje pomocí komplexometrické metody EDTA. Uhličitanová tvrdost (odpovídající celkové alkalitě) se stále určuje pomocí acidobazické titrační metody s vizuálními (nebo alternativně potenciometrickými) prostředky pro stanovení koncového bodu titrace. Metoda EDTA je založena na stanovení celkového obsahu iontů vápníku a hořčíku. Vzorek, který se má analyzovat, se titruje roztokem edetátu disodného (jedná se o sodnou sůl kyseliny ethylendiamintetraoctové) při pH 9 až 10 proti eriochromové černi T jako indikátoru. Na konci titrace se barva změní z červené na modrou. Titrační činidlo použité při tomto stanovení je označováno zkratkou EDTA. Edetát disodný ve vodných roztocích podléhá elektrolytické disociaci a výsledný iont edetátu disodného tvoří komplex s analyzovanými ionty. Přibližnou tvrdost vody si můžete zkontrolovat i sami (kromě objednávky na rozbor kvality vody). Chcete-li to provést, musíte si zakoupit vhodné testovací proužky nebo kapkové testy. Pokud je používáte, musíte se řídit pokyny dodanými s testy.

Účinky vysoké tvrdosti vody:

• Zhoršení fyzikálních a chemických vlastností vody.
• Ničení spotřební elektroniky a domácích spotřebičů na tvrdou vodu. Sraženina, která není vždy zcela odstranitelná ze spotřebiče. Postupem času způsobuje poškození a selhání vašich spotřebičů.
• Tvorba měřítka. Vyskytuje se ve formě bílé sraženiny uhličitanu vápenatého a uhličitanu hořečnatého. Sráží se při tepelném zpracování vody, proto se nejčastěji vyskytuje v konvicích. Tvorba vodního kamene způsobuje značné energetické ztráty.
• Zvýšení povrchového napětí vody, které způsobuje např. snížené smáčivé vlastnosti. Výsledkem je, že například na praní tkanin musíte použít mnohem více pracího prostředku .
• Zhoršení topných systémů. Postiženy jsou zejména topné kotle, které přicházejí do přímého kontaktu s tvrdou vodou. Hromadění nerozpustného vodního kamene ucpává potrubí, což má za následek výrazné zvýšení nákladů na vytápění.

Druhy tvrdosti vody

Obecně se tvrdost vody dělí na:

• Uhličitanová tvrdost – druh tvrdosti snadno patrný na vašem nádobí nebo v konvici. Uhličitanovou tvrdost způsobují uhličitany a hydrogenuhličitany vápenaté a hořečnaté. Z vody se však snadno odstraňují například pomocí tepla, a proto se tento typ tvrdosti často nazývá přechodný. Tyto sloučeniny se vysrážejí z horké vody jako bílý kámen, který se hromadí v nádobě.
• Nekarbonátová tvrdost – je také označována jako pevná tvrdost. Těžko se odstraňuje z vody. Zatímco soli nestabilní kyseliny uhličité jsou zodpovědné za uhličitanovou tvrdost, soli jiných kyselin, jako je kyselina sírová (VI) , chlorovodíková nebo dusičná (V) , jsou zodpovědné za nekarbonátovou tvrdost. Tvoří stabilní sírany (VI), chloridy a dusičnany (V), které zůstávají ve vodě i po jejím převaření.
• Celková tvrdost vody – je součtem uhličitanové tvrdosti a nekarbonátové tvrdosti.

Jaké jsou různé stupně tvrdosti vody?

Stupeň tvrdosti vody lze vyjádřit v různých jednotkách. Obvykle se jedná o německé stupně, francouzské stupně, anglické stupně nebo obsah solí způsobujících tvrdost vody v milimolech na litr objemu nebo v milivalech na litr. V laboratořích je běžnou praxí uvádět hodnoty tvrdosti v německých stupních ( ^o n). Pokud má voda jeden německý stupeň tvrdosti, obsahuje v 1 dm ³ takové množství vápenatých a hořečnatých solí, které odpovídá 10 mg CaO. Pokud znáte hodnotu tvrdosti vody, můžete klasifikovat vodu na základě výsledku uvedeného v německých stupních:

• velmi měkká voda: pod 5,6,
• měkká voda: 5,6 – 11,2
• středně tvrdá voda: 11.2 – 19.6
• tvrdá voda: 19.6 – 30.8
• velmi tvrdá voda: nad 30,8.

Jak snížit tvrdost vody?

Vysoká tvrdost vody se může stát velkou překážkou ve vašem každodenním životě. Pokud neznáte kvalitu vámi používané vody nebo máte podezření, že její fyzikálně-chemické parametry neodpovídají příslušným normám, vyplatí se objednat si rozbor vody v kompetentní laboratoři. Primární metodou odstraňování tvrdosti vody je tepelné zpracování. Je však účinný pouze pro přechodnou tvrdost. Tepelná metoda spočívá v ohřevu vody na teplotu asi 80 ^o C. Při zvyšování teploty se srážejí hydrogenuhličitany vápenaté a hořečnaté ve formě nerozpustného uhličitanu vápenatého a uhličitanu hořečnatého. Vzniklý vodní kámen lze odstranit například filtrací. Tepelná metoda je často prvním krokem k dalšímu snižování tvrdosti vody. Ionty vápníku a hořčíku lze také vysrážet chemickými metodami. Jde o přídavek specifických změkčovadel, tedy chemických sloučenin, které mají za cíl vysrážet příslušné sedimenty nebo s nimi tvoří komplexní sloučeniny. Ionty vápníku a hořčíku vysrážené ve formě solí se oddělují filtrací nebo dekantací. Aviváž lze použít i doma. Mnoho výrobců topných kotlů dnes nabízí instalaci centrálních změkčovačů vody, které fungují jako iontové výměníky. Bezprostředním způsobem změkčení vody je použití filtračních džbánů na vodu, které jsou v posledních letech velmi oblíbené. Voda, kterou nalijete do džbánu, prochází speciálním sorpčním ložem, které funguje jako iontoměnič. Filtrů pro takové džbány je na trhu velký výběr a můžete si dokonce zakoupit filtry, které vaši filtrovanou vodu okamžitě obohatí o základní minerály. Přečtěte si také o úpravě vody a čištění odpadních vod .