ความกระด้างของน้ำ: สิ่งที่คุณควรรู้

ทำไมน้ำถึงแข็ง?

ความกระด้างของน้ำถูกกำหนดโดยจำนวนมิลลิกรัมของ Ca ²⁺ และ Mg ²⁺ ไอออนที่บรรจุอยู่ในนั้น ส่วนของความกระด้างที่กำหนดความเป็นด่างทั้งหมด (ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำอีกชนิดหนึ่ง) เรียกว่าความกระด้างของคาร์บอเนต หรือที่รู้จักกันในชื่อความกระด้างชั่วคราว ส่วนเกินเชิงปริมาณเหนือความเป็นด่างทั้งหมดเรียกอีกอย่างว่าความแข็งที่ไม่ใช่คาร์บอเนต (ของแข็ง) ค่ารวมของความกระด้างของคาร์บอเนตและไม่คาร์บอเนตแสดงถึงความกระด้างของน้ำทั้งหมด (ทั่วไป) ยิ่งปริมาณแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำสูงเท่าใด ความกระด้างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ค่าของตัวบ่งชี้นี้ยังได้รับผลกระทบทางอ้อมจากไอออนของเหล็กและแมงกานีส น้ำจะกระด้างเพราะในระหว่างการไหลเวียน น้ำจะสัมผัสกับปัจจัยหลายอย่าง เช่น หินหรือดิน ซึ่งบริจาคไอออนของธาตุที่มีความเข้มข้นต่างกันไป น้ำที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมักมีมากถึง 10 มก. Mg/l ความเข้มข้นของแมกนีเซียมไอออนแทบจะไม่เกิน 100 มก. ต่อลิตร ในแหล่งน้ำธรรมชาติ ความกระด้างประเภทที่แพร่หลายคือประเภทที่มีแคลเซียมไอออนในปริมาณสูง หรือที่เรียกว่าความกระด้างของแคลเซียม ในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์และควบคุมคุณภาพ ความแข็งทั้งหมดจะถูกกำหนดโดยใช้ วิธี EDTA แบบเชิงซ้อน ความกระด้างของคาร์บอเนต (ที่สอดคล้องกับความเป็นด่างทั้งหมด) ยังคงถูกกำหนดโดยใช้วิธีการไทเทรตกรด-เบส ด้วยวิธีการมองเห็น (หรืออีกวิธีหนึ่งคือโพเทนชิโอเมตริก) ในการกำหนดจุดสิ้นสุดของการไทเทรต วิธีการ EDTA ขึ้นอยู่กับการหาปริมาณไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมทั้งหมด ตัวอย่างที่จะวิเคราะห์จะถูกไตเตรทด้วยสารละลายไดโซเดียม เอเดเตต (นี่คือเกลือโซเดียมของกรดเอทิลีนไดเอมีนเตตราอะซิติก) ที่ pH 9 ถึง 10 โดยมีอีริโอโครมแบล็ค T เป็นตัวบ่งชี้ ที่จุดสิ้นสุดของการไทเทรต สีจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน ไทแทรนต์ที่ใช้ในการกำหนดนี้มีชื่อเรียกโดยตัวย่อ EDTA ไดโซเดียม อีเดเตตในสารละลายที่เป็นน้ำจะต้องผ่านการแยกตัวด้วยไฟฟ้า และผลลัพธ์ที่ได้จะทำให้เกิดไอออนของไดโซเดียม ก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนโดยมีการวิเคราะห์ไอออน คุณยังสามารถตรวจสอบความกระด้างโดยประมาณของน้ำได้ด้วยตัวเอง (นอกเหนือจากการสั่งการวิเคราะห์คุณภาพน้ำ) ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องซื้อแผ่นทดสอบหรือชุดทดสอบการตกที่เหมาะสม หากคุณใช้คุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำที่มาพร้อมกับการทดสอบ

ผลกระทบของความกระด้างของน้ำสูง:

• การเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของน้ำ
• การทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ใช้น้ำกระด้าง ตะกอนที่ไม่สามารถขจัดออกจากเครื่องได้หมดเสมอไป เมื่อเวลาผ่านไปจะทำให้เกิดความเสียหายและความล้มเหลวของเครื่องใช้ไฟฟ้าของคุณ
• การสะสมขนาด มันเกิดขึ้นในรูปของตะกอนสีขาวของแคลเซียมคาร์บอเนตและแมกนีเซียมคาร์บอเนต มันตกตะกอนในกระบวนการแปรรูปน้ำด้วยความร้อนซึ่งเป็นสาเหตุที่มักพบในกาต้มน้ำ การก่อตัวของตะกรันทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมาก
• แรงตึงผิวของน้ำที่เพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้คุณสมบัติการเปียกลดลง เป็นต้น เป็นผลให้คุณต้องใช้ ผงซักฟอก มากขึ้นในการซักผ้า เป็นต้น
• การเสื่อมสภาพของระบบทำความร้อน หม้อต้มน้ำร้อนที่สัมผัสโดยตรงกับน้ำกระด้างจะได้รับผลกระทบเป็นพิเศษ การสะสมของขนาดที่ไม่ละลายน้ำทำให้เกิดการอุดตันของท่อ ส่งผลให้ต้นทุนการทำความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ประเภทของความกระด้างของน้ำ

โดยทั่วไป ความกระด้างของน้ำแบ่งออกเป็น:

• ความแข็งคาร์บอเนต – ความแข็งประเภทหนึ่งที่สังเกตเห็นได้ง่ายบนจานของคุณหรือในกาต้มน้ำ ความกระด้างของคาร์บอเนตเกิดจากแคลเซียมและแมกนีเซียมคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนต อย่างไรก็ตาม พวกมันจะถูกกำจัดออกจากน้ำได้ง่ายโดยใช้ความร้อน เป็นต้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความแข็งประเภทนี้จึงมักเรียกว่าความแข็งชั่วคราว สารประกอบเหล่านี้จะตกตะกอนจากน้ำร้อนเป็นเกล็ดสีขาวสะสมอยู่ในภาชนะ
• ความแข็งแบบไม่คาร์บอเนต – เรียกอีกอย่างว่าความแข็งของของแข็ง เป็นการยากที่จะเอาออกจากน้ำ แม้ว่าเกลือของ กรดคาร์บอนิก ที่ไม่เสถียรจะรับผิดชอบต่อความกระด้างของคาร์บอเนต แต่เกลือของกรดอื่นๆ เช่น กรดซัลฟิวริก (VI) กรด ไฮโดรคลอริก หรือ ไนตริก (V) จะรับผิดชอบต่อความกระด้างที่ไม่คาร์บอเนต พวกมันก่อตัวเป็นซัลเฟตเสถียร (VI) คลอไรด์ และไนเตรต (V) ซึ่งยังคงอยู่ในน้ำแม้ว่าจะต้มเสร็จแล้วก็ตาม
• ความกระด้างของน้ำทั้งหมด – คือผลรวมของความกระด้างของคาร์บอเนตและความกระด้างของน้ำที่ไม่ใช่คาร์บอเนต

ความกระด้างของน้ำมีกี่ระดับ?

ระดับความกระด้างของน้ำสามารถแสดงเป็นหน่วยต่างๆ ซึ่งมักจะรวมถึงองศาเยอรมัน องศาฝรั่งเศส องศาภาษาอังกฤษ หรือปริมาณ เกลือ ที่ทำให้เกิดความกระด้างของน้ำในหน่วยมิลลิโมลต่อปริมาตรลิตร หรือในหน่วยมิลลิวาลต่อลิตร เป็นเรื่องปกติในห้องปฏิบัติการที่จะอ้างอิงค่าความแข็งเป็นองศาเยอรมัน ( ^o n) หากน้ำมีความกระด้างหนึ่งระดับของเยอรมัน น้ำนั้นจะมีเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมในปริมาณ 1 dm ³ ซึ่งสอดคล้องกับ CaO 10 มก. หากคุณทราบค่าของความกระด้างของน้ำ คุณสามารถจำแนกน้ำตามผลลัพธ์ที่กำหนดเป็นองศาเยอรมันได้:

• น้ำอ่อนมาก: ต่ำกว่า 5.6,
• น้ำอ่อน: 5.6 – 11.2
• น้ำกระด้างปานกลาง: 11.2 – 19.6
• น้ำกระด้าง: 19.6 – 30.8
• น้ำกระด้างมาก: สูงกว่า 30.8

จะลดความกระด้างของน้ำได้อย่างไร?

ความกระด้างของน้ำที่สูงอาจเป็นอุปสรรคต่อชีวิตประจำวันของคุณได้ หากคุณไม่ทราบคุณภาพของน้ำที่คุณใช้หรือสงสัยว่าพารามิเตอร์เคมีกายภาพไม่เป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ก็คุ้มค่าที่จะสั่งการวิเคราะห์น้ำจากห้องปฏิบัติการที่มีความสามารถ วิธีการหลักในการกำจัดความกระด้างออกจากน้ำคือการประมวลผลด้วยความร้อน อย่างไรก็ตาม จะมีผลเฉพาะกับความแข็งชั่วคราวเท่านั้น วิธีการให้ความร้อนเกี่ยวข้องกับการทำให้น้ำร้อนขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 80 ^o C เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตจะตกตะกอนในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนตและแมกนีเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ละลายน้ำ สเกลผลลัพธ์สามารถลบออกได้โดยการกรอง เป็นต้น วิธีการใช้ความร้อนมักเป็นขั้นตอนเริ่มต้นในการลดความกระด้างของน้ำเพิ่มเติม แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนสามารถตกตะกอนได้โดยวิธีทางเคมี มันเกี่ยวข้องกับการเติมสารปรับผ้านุ่มเฉพาะ เช่น สารประกอบทางเคมีที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อการตกตะกอนของตะกอนที่เกี่ยวข้องหรือสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนด้วยสารเหล่านั้น ไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ตกตะกอนในรูปของเกลือ ถูกแยกออกจากกันโดยการกรองหรือการแยกส่วน น้ำยาปรับผ้านุ่มสามารถใช้ที่บ้านได้ ปัจจุบัน ผู้ผลิตหม้อต้มน้ำร้อนหลายรายเสนอการติดตั้งเครื่องละลายน้ำส่วนกลางซึ่งทำงานเป็นตัวแลกเปลี่ยนไอออน วิธีทำให้น้ำอ่อนตัวลงในทันทีคือการใช้เหยือกกรองน้ำ ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา น้ำที่คุณเทลงในเหยือกจะไหลผ่านแผ่นดูดซับพิเศษ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนไอออน มีตัวเลือกตัวกรองมากมายสำหรับเหยือกประเภทนี้ในท้องตลาด และคุณยังสามารถซื้อตัวกรองที่จะช่วยเพิ่มแร่ธาตุที่จำเป็นให้กับน้ำกรองของคุณได้ทันที อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ การบำบัดน้ำและการบำบัดน้ำเสีย