Жорсткість води: що потрібно знати

Чому вода жорстка?

Жорсткість води визначається кількістю міліграмів іонів Ca ²⁺ і Mg ²⁺ , що містяться в ній. Частина жорсткості, яка визначає її загальну лужність (що є ще одним показником якості води), називається карбонатною жорсткістю, інакше відомою як перехідна жорсткість. Кількісне перевищення загальної лужності інакше називають некарбонатною (твердою) твердістю. Сумарне значення карбонатної і некарбонатної жорсткості являє собою загальну (загальну) жорсткість води. Чим вище вміст іонів кальцію і магнію у воді, тим більша жорсткість. Причому на значення цього показника опосередковано впливають іони заліза та марганцю. Вода стає жорсткою, тому що під час її циркуляції вона контактує з численними факторами, такими як скелі чи ґрунт, які віддають їй різні концентрації елементарних іонів. Природні води зазвичай містять до 10 мг Mg/л. Концентрація іонів магнію рідко перевищує 100 мг на літр. У природних джерелах переважаючим типом жорсткості є жорсткість, яка зумовлена ​​високим вмістом іонів кальцію, також називається кальцієвою жорсткістю. В аналітичних лабораторіях і лабораторіях контролю якості загальну твердість визначають комплексонометричним методом EDTA. Карбонатна жорсткість (що відповідає загальній лужності) все ще визначається за допомогою кислотно-лужного титрування з візуальним (або потенціометричним) способом визначення кінцевої точки титрування. Метод ЕДТА заснований на визначенні сумарного вмісту іонів кальцію і магнію. Зразок, що підлягає аналізу, титрують розчином динатрію едетату (це натрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти) при рН від 9 до 10 проти еріохромового чорного Т як індикатора. У кінцевій точці титрування колір змінюється з червоного на синій. Титрант, використаний у цьому визначенні, позначається акронімом EDTA. Динатрій едетат у водних розчинах піддається електролітичній дисоціації, і отриманий іон динатрію едетат утворює комплекс з аналізованими іонами. Ви також можете самостійно перевірити приблизну жорсткість води (крім замовлення аналізу якості води). Для цього необхідно придбати відповідні тест-смужки або дроп-тести. Якщо ви використовуєте їх, ви повинні дотримуватися інструкцій, які додаються до тестів.

Вплив високої жорсткості води:

• Погіршення фізико-хімічних властивостей води.
• Знищення побутової електроніки та побутової техніки, що працює на жорсткій воді. Осад, який не завжди можна повністю видалити з приладу. З часом це призводить до пошкодження та виходу з ладу ваших приладів.
• Наростання масштабу. Виникає у вигляді білого осаду карбонату кальцію і карбонату магнію. Він випадає в осад в процесі термічної обробки води, тому найчастіше зустрічається в чайниках. Утворення накипу викликає значні втрати енергії.
• Збільшення поверхневого натягу води, що викликає, наприклад, зниження змочувальних властивостей. У результаті вам потрібно використовувати набагато більше миючого засобу , наприклад, для прання тканин.
• Зношеність систем опалення. Особливо страждають опалювальні котли, які безпосередньо контактують з жорсткою водою. Накопичення нерозчинного накипу засмічує труби, в результаті чого значно збільшуються витрати на опалення.

Види жорсткості води

Загалом, жорсткість води класифікується на:

• Карбонатна жорсткість – тип жорсткості, який легко помітити на посуді чи в чайнику. Карбонатну твердість зумовлюють карбонати і бікарбонати кальцію і магнію. Однак вони легко видаляються з води, наприклад, за допомогою тепла, тому цей тип твердості часто називають перехідним. Ці сполуки випадають з гарячої води у вигляді білого накипу, який накопичується в ємності.
• Некарбонатна твердість – також називається солідною твердістю. Важко витягується з води. У той час як солі нестабільної вугільної кислоти відповідають за карбонатну жорсткість, солі інших кислот, таких як сірчана (VI) , соляна або азотна (V) кислоти, відповідають за некарбонатну жорсткість. Вони утворюють стійкі сульфати (VI), хлориди і нітрати (V), які залишаються у воді навіть після її кип’ятіння.
• Загальна жорсткість води – це сума карбонатної і некарбонатної жорсткості.

Які різні ступені жорсткості води?

Ступінь жорсткості води можна виражати в різних одиницях. До них зазвичай входять німецькі градуси, французькі градуси, англійські градуси або вміст солей , які спричиняють жорсткість води, у мілімолях на літр об’єму або в мілівалях на літр. У лабораторіях прийнято вказувати значення твердості в німецьких градусах ( ^o n). Якщо вода має один німецький ступінь жорсткості, то в 1 дм ³ вона містить таку кількість солей кальцію і магнію, що відповідає 10 мг СаО. Якщо ви знаєте значення жорсткості води, ви можете класифікувати воду на основі результату, наведеного в німецьких градусах:

• дуже м’яка вода: нижче 5,6,
• м’яка вода: 5,6 – 11,2
• помірно жорстка вода: 11,2 – 19,6
• жорстка вода: 19,6 – 30,8
• дуже жорстка вода: вище 30,8.

Як зменшити жорсткість води?

Висока жорсткість води може стати перешкодою у вашому повсякденному житті. Якщо ви не знаєте якості води, яку використовуєте, або підозрюєте, що її фізико-хімічні показники не відповідають відповідним стандартам, варто замовити аналіз води у компетентній лабораторії. Основним способом усунення жорсткості води є термічна обробка. Однак він ефективний лише для перехідної твердості. Термічний спосіб полягає в нагріванні води до температури близько 80 ^о С. При підвищенні температури гідрокарбонати кальцію і магнію випадають в осад у вигляді нерозчинних карбонатів кальцію і карбонату магнію. Утворений накип можна видалити, наприклад, фільтрацією. Термічний метод часто є початковим кроком до подальшого зниження жорсткості води. Іони кальцію та магнію також можна осадити хімічними методами. Він передбачає додавання специфічних пластифікаторів, тобто хімічних сполук, які спрямовані на осадження відповідних відкладень або утворюють з ними комплексні сполуки. Іони кальцію і магнію, що випали в осад у вигляді солей, відокремлюють фільтруванням або декантацією. Пом’якшувачі також можна використовувати в домашніх умовах. Сьогодні багато виробників опалювальних котлів пропонують установку центральних пом’якшувачів води, які працюють як іоніти. Негайним способом пом’якшення води є використання фільтруючих глечиків для води, які стали дуже популярними в останні роки. Вода, яку ви наливаєте в глечик, проходить через спеціальний сорбційний шар, який діє як іонообмінник. На ринку є чималий вибір фільтрів для таких глечиків, і ви навіть можете придбати фільтри, які відразу збагатять вашу фільтровану воду необхідними мінералами. Читайте також про очищення води та очищення стічних вод .