Vattnets hårdhet: vad du bör veta

Varför är vatten hårt?

Vattnets hårdhet bestäms av antalet milligram Ca ²⁺ och Mg ²⁺ joner som finns i det. Den del av hårdheten som bestämmer dess totala alkalinitet (vilket är en annan indikator på vattenkvalitet) kallas karbonathårdhet, även känd som transient hårdhet. Det kvantitativa överskottet över total alkalinitet benämns annars som icke-karbonat (fast) hårdhet. Det totala värdet av karbonat och icke-karbonat hårdhet representerar den totala (allmänna) vattenhårdheten. Ju högre innehåll av kalcium- och magnesiumjoner i vattnet, desto större hårdhet. Dessutom påverkas värdet av denna indikator indirekt av järn- och manganjoner. Vatten blir hårt eftersom det under dess cirkulation kommer i kontakt med många faktorer som stenar eller jord, som donerar olika koncentrationer av elementära joner till det. Naturligt förekommande vatten innehåller vanligtvis upp till 10 mg Mg/l. Koncentrationen av magnesiumjoner överstiger sällan 100 mg per liter. I naturliga vattenkällor är den vanligaste typen av hårdhet den som beror på en hög halt av kalciumjoner, även kallad kalciumhårdhet. I analys- och kvalitetskontrolllaboratorier bestäms den totala hårdheten med den komplexometriska EDTA-metoden. Karbonathårdheten (motsvarande total alkalinitet) bestäms fortfarande med syra-bastitreringsmetoden med ett visuellt (eller alternativt potentiometriskt) sätt att bestämma titreringens slutpunkt. EDTA-metoden bygger på bestämning av det totala innehållet av kalcium- och magnesiumjoner. Provet som ska analyseras titreras med en lösning av dinatriumedetat (detta är natriumsaltet av etylendiamintetraättiksyra) vid ett pH på 9 till 10, mot eriokromsvart T som en indikator. Vid slutet av titreringen ändras färgen från röd till blå. Titranten som används i denna bestämning refereras till med akronymen EDTA. Dinatriumedetat i vattenlösningar genomgår elektrolytisk dissociation, och den resulterande dinatriumedetatjonen bildar ett komplex med de analyserade jonerna. Du kan också kontrollera vattnets ungefärliga hårdhet på egen hand (utöver att beställa en vattenkvalitetsanalys). För att göra detta måste du köpa lämpliga teststickor eller dropptester. Om du använder dem måste du följa instruktionerna som följer med testerna.

Effekter av hög vattenhårdhet:

• Försämring av vattens fysikaliska och kemiska egenskaper.
• Förstörelse av hemelektronik och hushållsapparater som går på hårt vatten. Utfällning som inte alltid är helt borttagbar från apparaten. Med tiden orsakar det skador och fel på dina apparater.
• Skaluppbyggnad. Det förekommer i form av en vit fällning av kalciumkarbonat och magnesiumkarbonat. Det fälls ut i processen för termisk bearbetning av vatten, varför det oftast finns i vattenkokare. Bildandet av fjäll orsakar betydande energiförluster.
• Ökningen av vattenytans ytspänning, vilket orsakar till exempel minskade vätegenskaper. Som ett resultat måste du använda mycket mer tvättmedel för att tvätta dina tyger, till exempel.
• Försämring av värmesystem. Värmepannor som kommer i direkt kontakt med hårt vatten är särskilt drabbade. Ansamlingen av olöslig beläggning täpper till rören, vilket resulterar i en betydande ökning av uppvärmningskostnaderna.

Typer av vattenhårdhet

Vanligtvis klassificeras vattnets hårdhet i:

• Karbonathårdhet – en typ av hårdhet som lätt märks på din disk eller i vattenkokaren. Karbonathårdhet orsakas av kalcium- och magnesiumkarbonater och bikarbonater. De tas dock lätt bort från vattnet med till exempel värme, varför denna typ av hårdhet ofta kallas transient. Dessa föreningar fälls ut från hett vatten som en vit skala, som ackumuleras i behållaren.
• Icke-karbonat-hårdhet – kallas även fast hårdhet. Det är svårt att ta bort från vattnet. Medan salter av instabil kolsyra är ansvariga för karbonathårdheten, är salter av andra syror, såsom svavelsyra (VI) , saltsyra eller salpetersyra (V) ansvariga för hårdheten som inte är karbonat. De bildar stabila sulfater (VI), klorider och nitrater (V), som blir kvar i vattnet även efter att det kokats.
• Total vattenhårdhet – är summan av karbonathårdhet och icke-karbonathårdhet.

Vilka är de olika graderna av vattenhårdhet?

Vattnets hårdhetsgrad kan uttryckas i olika enheter. Dessa inkluderar vanligtvis tyska grader, franska grader, engelska grader eller halten av salter som orsakar vattenhårdhet i millimol per liter volym eller i millival per liter. Det är vanligt i laboratorier att citera hårdhetsvärden i tyska grader ( ^o n). Om vatten har en tysk hårdhetsgrad så innehåller det en sådan mängd kalcium- och magnesiumsalter i 1 dm ³ som motsvarar 10 mg CaO. Om du vet värdet på vattnets hårdhet, kan du sedan klassificera vatten baserat på resultatet i tyska grader:

• mycket mjukt vatten: under 5,6,
• mjukt vatten: 5,6 – 11,2
• måttligt hårt vatten: 11,2 – 19,6
• hårt vatten: 19,6 – 30,8
• mycket hårt vatten: över 30,8.

Hur minskar man vattnets hårdhet?

Hög vattenhårdhet kan bli ett stort hinder för ditt dagliga liv. Om du inte känner till kvaliteten på vattnet du använder eller misstänker att dess fysikalisk-kemiska parametrar inte överensstämmer med relevanta standarder, är det värt att beställa en vattenanalys från ett behörigt laboratorium. Den primära metoden för att ta bort hårdhet från vatten är termisk bearbetning. Det är dock endast effektivt för övergående hårdhet. Den termiska metoden går ut på att värma upp vatten till en temperatur av cirka 80 ^o C. När temperaturen ökar fälls kalcium- och magnesiumbikarbonater ut i form av olösligt kalciumkarbonat och magnesiumkarbonat. Den resulterande beläggningen kan avlägsnas genom filtrering, till exempel. Den termiska metoden är ofta det första steget till ytterligare minskning av vattnets hårdhet. Kalcium- och magnesiumjoner kan också fällas ut med kemiska metoder. Det innebär tillsats av specifika mjukgörare, det vill säga kemiska föreningar som syftar till att fälla ut relevanta sediment eller bilda komplexa föreningar med dem. Kalcium- och magnesiumjoner utfällda i form av salter separeras genom filtrering eller dekantering. Sköljmedel kan även användas hemma. Idag erbjuder många tillverkare av värmepannor installation av centrala vattenavhärdare, som fungerar som jonbytare. Ett omedelbart sätt att mjuka upp vatten är att använda filtrerande vattenkannor, som har blivit mycket populära de senaste åren. Vattnet du häller i kannan passerar genom en speciell sorptionsbädd, som fungerar som en jonbytare. Det finns ett stort urval av filter för sådana kannor på marknaden och du kan till och med köpa filter som omedelbart kommer att berika ditt filtrerade vatten med viktiga mineraler. Läs även om vattenrening och avloppsrening .