Označenie tvrdosti. Tvrdosť vody a jej normy. Jednotky merania, vzorce a výpočty

1. Pomocou Mohrovej pipety alebo valca odmerajte 50 ml testovanej vody a preneste ju do 250 ml kónickej titračnej banky.

2. Nalejte do banky s dávkovačom 2 ml roztokuNaOH2 n.(pre vytvorenie alkalického prostredia - pH 12-13) a na hrot pridajte suchú indikačnú špachtľu fluorexón.

3. Vzorka sa titruje na 0,02 N. Trilon B roztok. Titrácia musí byť veľmi opatrná po pridaní niekoľkých kvapiek Trilonu B sa obsah banky dôkladne premieša.

Farebný prechod z zeleno-ružové fluorescenčné až ružové svedčí o konci titrácie.

Pri ďalšom pridávaní Trilonu B sa farba vzorky vody ani jej intenzita nemení.

4. Množstvo Trilonu B použité na titráciu sa zaznamená do notebooku na výpočet obsahu iónov vápnika v testovanej vode.

C =n * N* 1000 /V, Kde

n- množstvo roztoku Trilon B použitého na titráciu vzorky, ml

N- normalita Trilonu B (pozri „Rigidita“);

V- objem vzorky odobratej na titráciu, ml

Záznam a výpočet výsledkov.

Ca mg-ekv./l= 4,9 * 0,0192 * 1 000 / 50 = 1,88 mEq/l

Ca mg/l = 1,88 * 20,04 = 37,7 mg/l

Činidlá:

Roztok Trilon B (pozri metódu stanovenia „Tvrdosti“)

2 n. roztok hydroxidu sodného (NaOH) 80 g, čistota pre činidlo. NaOH sa rozpustí v 1000 ml destilovanej vody (rozpustenie nastáva za uvoľnenia tepla).

Roztok ZnCl 2 (pozri "Tvrdosť")

Zmiešaný indikátor - fluorexón (vápenatá disodná soľ). Pripravte sa takto: 0,5 g suchého fluorexónu sa po malých častiach rozomelie v mažiari so 100 g chloridu sodného. Pripravené činidlo by sa malo uchovávať vo fľaši z tmavého skla.

horčík.

Zdroje. Hlavným zdrojom horčíkových iónov v povrchových vodách sú procesy chemického zvetrávania a rozpúšťania dolomitov, slieňov a iných minerálov. Značné množstvo horčíkových iónov sa môže dostať do nádrží s odpadovými vodami z hutníckeho, silikátového, textilného a iného priemyslu.

Vlastnosti a účely pozorovania. Horčík dodáva vode horkú chuť, preto je jeho koncentrácia v pitnej vode obmedzená.

V testovanej vzorke vody sa zisťuje celková tvrdosť (mg-eq/l) a obsah vápenatých iónov. Obsah iónov horčíka sa určuje aritmeticky, pričom sa hodnota iónov vápnika (mg-eq/l) vypočíta z celkovej hodnoty tvrdosti. Výsledná hodnota je obsah horčíkových iónov ( Mg2+), mEq/l.

Na prevod mEq/l na mg/l je potrebná výsledná hodnota v mEq/l. vynásobte číslom 12,16

Mg2+ mg-ekv/l+ = 2,84 -1,88= 0,96 Mg2+ mg/l= 0,96 * 12,16=11,7

Ide o vodu, v ktorej sa vo veľkom množstve nachádzajú rozpustené soli a kovy alkalických zemín. Tvrdosť vody ovplyvňuje najmä vápnik a horčík, ktorých zlúčeniny sú hlavnými soľami tvrdosti.

Tuhosť určuje nielen možnosť, ale aj jeho využitie v domácich či priemyselných potrebách.

Ochutnajte Tvrdá voda sa dá veľmi ľahko rozoznať – je extrémne horká. Niekedy je horká chuť pramenitej vody spôsobená prítomnosťou solí tvrdosti.

Autor: vzhľad dá sa zistiť po prevarení. V tomto prípade sa soli vyzrážajú, čo je ľahko viditeľné na dne každej nádoby.

Klasifikácia vody podľa tvrdosti

V Rusku sa tvrdosť vody meria v stupňoch tvrdosti, ale môže byť vyjadrená aj objemovým zlomkom alebo hmotnostným číslom.

Oficiálne akceptovaná jednotka merania, ktorá sa používa v sústave SI ( medzinárodný systém jednotiek) – mólov na meter kubický. V praxi sa však uvedené jednotky merania nepoužívajú, uprednostňujú sa miliekvivalenty na liter (mg-ekvivalent/l).

Na základe tvrdosti sa voda delí na štyri typy:

1. Mäkká voda (menej ako 2 miliekvivalenty na liter);
2. Normálna voda (od 2 do 4 miliekvivalentov na liter);
3. Tvrdá voda (4 až 6 miliekvivalentov na liter);
4. Veľmi tvrdá voda (6 alebo viac miliekvivalentov na liter).

Táto klasifikácia sa nazýva americká a najčastejšie sa používa pri hodnotení tvrdosti vody.

Existuje podobná klasifikácia v stupňoch tvrdosti, ale predstavuje iba 3 druhy vody:

1. Mäkká voda (menej ako 2 stupne tvrdosti);
2. Voda strednej tvrdosti (od 2 do 10 stupňov tvrdosti);
3. Extrémne tvrdá voda (10 stupňov tvrdosti alebo viac).

Normy tvrdosti vody

Normy tvrdosti vody v Rusku a vo svete sa navzájom veľmi líšia. V Rusku je povolená voda, ktorej tvrdosť nepresahuje prahovú hodnotu 7 miliekvivalentov na liter, teda Zásobovanie obyvateľstva veľmi tvrdou vodou nie je zakázané.

Rovnaké čísla v Európe nemôžu byť vyššie 1,2 miliekvivalenty na liter. To znamená, že Európania pijú mäkkú vodu, ktorej tvrdosť je takmer šesťkrát nižšia ako tvrdosť zavedená v Rusku.

Typy tvrdosti vody na základe náchylnosti na tepelné spracovanie.

Prvý typ - dočasná tvrdosť, kedy sa okrem vápnika a horčíka nachádzajú vo vode hydrokarbonátové anióny. Nazýva sa aj uhličitan. Ľahko sa odstraňuje vriacou vodou a nijako neovplyvňuje ľudské telo.

Druhý typ - konštantná tvrdosť, tiež nazývaný nekarbonátové tuhosť. Je to spôsobené prítomnosťou zlúčenín vápnika a horčíka, ktoré vznikajú v dôsledku interakcie so silnými kyselinami, napríklad sírovou alebo dusičnou. Takáto tvrdosť sa neodstráni prevarením vody, pretože soli tohto typu sa vplyvom teploty nerozpadajú.

Celková tvrdosť voda sa vypočíta súčtom ukazovateľov uhličitanovej a nekarbonátovej tvrdosti.

Najvyššie hodnoty tvrdosti v dôsledku množstva rozpustených solí sú stanovené v morskej a oceánskej vode. Tvrdosť povrchovej vody je zvyčajne niekoľkonásobne nižšia podzemnej vody a vlhkosť z podzemných zdrojov.

Škody spôsobené tvrdou vodou

Zoberme si negatívny vplyv nadmerne tvrdej vody na ľudské telo, domáce spotrebiče a komunikácie. Čím vyšší je parameter tvrdosti, tým silnejšia je hodnota každého druhu škodlivého účinku.

Poškodenie ľudského zdravia a domácich zvierat

1. Vysoká tuhosť podporuje rast močových kameňov a rozvoj urolitiázy. Je to spôsobené hromadením solí, ktoré jednoducho nemajú čas na to, aby sa z tela vylúčili.
2. Tvrdá voda pri umývaní vysušuje pokožku. Je to spôsobené výskytom „mydlovej trosky“ vytvorenej z mydla, ktorá nie je schopná peniť a rozpúšťať sa v tvrdej vode. Tieto mydlové trosky upchávajú póry, bránia im voľne dýchať, v dôsledku čoho sa môžu vyvinúť zápaly kože, svrbenie a pálenie pokožky nemôže odpočívať.
3. Tvorba tenkej kôry na vlasoch ničí prirodzený tukový film. To sa deje rovnakým spôsobom ako na koži rúk - "mydlová troska" sa nevymývajú a postupne sa hromadia. To môže spôsobiť svrbenie pokožky hlavy, lupiny a dokonca aj vypadávanie vlasov.
4. Vplyv veľmi tvrdej vody na zdravie zvierat sa nelíši od vplyvu na ľudský organizmus. Existuje vysoké riziko vzniku urolitiázy. U domácich zvierat, ktoré jedia suché krmivo, sa toto riziko niekoľkonásobne zvyšuje. Problémy so srsťou a pokožkou sa môžu vyskytnúť u psov aj mačiek, keď sa pravidelne kúpajú.
5. Proces varenia sa spomaľuje, kvôli početným soliam je mäso zle uvarené. To vedie k zlej absorpcii bielkovín a môže spôsobiť gastrointestinálne ochorenia.

Škody spôsobené tvrdou vodou na zariadeniach a domácich predmetoch

1. Vzhľadom na prítomnosť veľkého množstva solí vo vode sú mydlové výrobky extrémne zle pení a odstraňuje nečistoty. Preto sa bude musieť prudko zvýšiť množstvo práškov, čistiacich prostriedkov určených na umývanie riadu a iných chemikálií pre domácnosť.
2. Okrem zlého penenia mydlových výrobkov v dôsledku kontaktu tvrdej vody s nimi tvoria sa pruhy a tvrdé usadeniny na vodovodných armatúrach a povrchu riadu, pretože sa tvoria usadeniny soli. Takéto usadeniny sa ťažko umývajú z riadu a tiež negatívne ovplyvňujú vodovodné armatúry a postupne ničia ich povrchy.
3. V procese ohrevu vody v elektrických spotrebičoch sa soli jednoducho nezrážajú, ale kryštalizujú a vypadávať vo forme vodného kameňa. Práve vodný kameň je hlavným dôvodom rýchleho rozpadu zariadení na ohrev vody.
4. Tvrdá voda odchádza škvrny, škvrny a špinavé usadeniny na čerstvo vypranej bielizni farba vybledne, výtlačky a vzory zošednú. Je veľmi ťažké sa ich zbaviť a to si opäť vyžaduje zvýšenú spotrebu čistiacich prostriedkov. Tkanina vypraná v tvrdej vode sa stáva drsnou a nepružnou, pretože soli v nej upchajú všetok voľný priestor. Pevnosť oblečenia a bielizne klesá.

Škodlivé účinky vody so zvýšenou tvrdosťou na komunikáciu

1. Soli tvrdosti sú rovnaké ako na domáce prístroje, vyzrážať alebo kryštalizovať, tvoriace sa na povrchu komunikačných ciest a veľkých zariadení a inštalácií stupnica. Vodný kameň stenčuje komunikačné steny a následne ich úplne ničí.
2. Množstvo solí tvrdosti vyzrážaných alebo usadených vedie k častým zlyhanie veľké zariadenia na ohrev vody, ako sú kotly.
3. V cirkulačných vodovodných systémoch sa tvoria usadeniny vodného kameňa, vodné kamene a soľný kal znížiť schopnosť bežeckého lyžovania potrubia a prenos tepla klesá. Klesá tlak vody, znižuje sa množstvo vody v radiátoroch, upchávajú sa prívody a odvody vody z domov, čo môže viesť až k úplnému zablokovaniu komunikačných sietí. To všetko zvyšuje náklady na energiu.

Doma je najracionálnejším spôsobom, ako znížiť tvrdosť vody, čistenie vody na pitie a varenie od prebytočných solí. V ideálnom prípade by voda na akékoľvek použitie v domácnosti mala byť filtrovaná.

Zároveň však nesmieme zabúdať, že ukazovateľ tuhosti sa musí rovnať určitej priemernej hodnote. Príliš mäkká voda tiež nie je prínosom. Zvyšuje riziko vzniku srdcových chorôb cievne ochorenia u ľudí vyplavuje z tela soli, čo spôsobuje rýchly rozvoj rachitídy a rednutie kostí. V komunikačných systémoch spôsobuje mäkká voda koróziu kovových rúrok.

Tvrdosť vody určená koncentráciou iónov kovov alkalických zemín. Patria sem najmä chloridy, sírany, hydrogénuhličitany atď. Podľa tvrdosti sa voda ďalej delí na:

• mäkké (až 7 °dH),
• stredná tvrdosť (do 14 °dH),
• tvrdé (do 21 °dH) a veľmi tvrdé (> 21 °dH).

Čím vyšší je stupeň tvrdosti, tým viac iónov obsahuje voda. V súčasnosti sa prestalo používať označenie °dH („stupeň nemeckej tvrdosti“) a používa sa mmol/l.

Jednotky

Na číselné vyjadrenie tvrdosti vody uveďte v nej koncentráciu katiónov vápnika a horčíka. Odporúčaná jednotka SI na meranie koncentrácie je mol na meter kubický (mol/m³), v praxi sa však na meranie tvrdosti častejšie používajú milimóly na liter (mmol/l).

V Rusku sa na meranie tvrdosti častejšie používa normálna koncentrácia iónov vápnika a horčíka, vyjadrená v miligramových ekvivalentoch na liter (mg-eq/l). Jeden mEq/l zodpovedá litru vody obsahujúcemu 20,04 miligramov Ca2+ alebo 12,16 miligramov Mg2+ (atómová hmotnosť delená mocenstvom). Číselná hodnota tvrdosti vyjadrená v moloch na meter kubický sa rovná číselnej hodnote tvrdosti vyjadrenej v miligramekvivalentoch na liter (alebo decimeter kubický), t.j.: 1mol/m3=1mmol/l=1mgekv./l=1mgekv. / dm3.

Niekedy sa koncentrácia udáva na jednotku hmotnosti a nie na objem, najmä ak sa teplota vody môže meniť alebo ak voda môže obsahovať paru, čo vedie k významným zmenám hustoty.

IN rozdielne krajiny Používali sa (niekedy ešte stále používané) rôzne nesystémové jednotky – stupne tuhosti.

V ZSSR do roku 1952 používali stupne tvrdosti, ktoré sa zhodovali s nemeckými.

Nadbytok solí železa, horčíka a vápnika zvyšuje tvrdosť vody.

To negatívne ovplyvňuje prácu domáce prístroje a vybavenie, stav vlasov, nechtov a pokožky, vyvoláva vývoj chronické choroby orgánov gastrointestinálneho traktu a kardiovaskulárneho systému.

Ako bezpečne zmäkčiť tvrdú vodu pomocou jednoduchých a cenovo dostupných metód?

Známky zvýšenej tuhosti

Čo je tvrdosť vody? Toto je indikátor, ktorý určuje hladinu horčíkových a vápenatých solí, ktoré sú súčasťou chemické zloženie kvapaliny. Jednotky merania sú mol/kub.m a mg.ekv./liter.

Tvrdá voda je bežný jav, ktorý je spôsobený vplyvom podzemnej vody nasýtenej soľami. chemické prvky. Okrem toho môže takáto kvapalina obsahovať chloridové a fosfátové zlúčeniny, ako aj rôzne organické znečisťujúce látky.

Na určenie tvrdosti vody vlastnými rukami sa odporúča použiť špeciálne zariadenie - konduktometer, určený na meranie parametra elektrickej vodivosti kvapaliny. Vysoký indikátor indikuje zvýšenú koncentráciu kovových solí vo vode.

Počas procesu varu tvoria chemické soli sedimentárnu hmotu, ale väčšina zlúčenín vstupuje do ľudského tela a usadzuje sa na stenách nástrojov, strojov a zariadení.

Aký druh vody sa bude považovať za tvrdú? Hlavné príznaky zvýšenej koncentrácie soli sú nasledovné:

• Čistiace prostriedky nepenia dobre;
• po varení sa tvorí vodný kameň a biele usadeniny;
• po umytí oblečenia a riadu zostávajú charakteristické škvrny;
• tvrdá kvapalina získava nepríjemnú horkú chuť;
• voda má negatívny vplyv na úžitkové vlastnosti tkanín;
• Zvýšená koncentrácia solí vedie k ochoreniam vylučovacej sústavy, ako aj k ochabovaniu a suchosti pokožky.

Druhy tvrdej vody

Podľa stupňa tvrdosti (v stupňoch) je voda:

• Mäkké (od 0 do 2 stupňov). Je bežný v oblastiach s veľkým počtom močiarov a rašelinísk. Do tejto kategórie patrí aj čistá voda z taveniny.
• Stredná (od 2 do 7 stupňov). Tento typ kvapaliny je bežný takmer v každej oblasti. Súkromné ​​domácnosti sú spravidla vybavené vodou strednej tvrdosti.
• Tvrdé (od 7,1 do 11 stupňov). Nachádza sa v oblastiach s nadmerným množstvom chemických solí a znečisťujúcich látok. Má negatívny vplyv na ľudský organizmus.
• Super tvrdý (od 11 stupňov). Prírodná voda je tvrdá blízkosťou jaskýň a baní, preto sa nepoužíva na pitie.

Na základe koncentrácie chemikálií môže byť tvrdosť vody:

• Neustále. Je určená prítomnosťou agresívnych zložiek a solí kovov, ktoré sú odolné voči rozkladu počas procesu varu. Na ich odstránenie sa používajú špeciálne filtračné systémy.
• Dočasné. Je to spôsobené dočasnou prítomnosťou vápenatých a horečnatých solí, ktorých zahrievanie vedie k rozpadu a tvorbe sedimentárnej hmoty. To znamená, že takéto zlúčeniny môžu byť odstránené konvenčným tepelným spracovaním.

Mnoho spotrebiteľov sa zaujíma o odpoveď na pomerne bežnú otázku - ako zmäkčiť vodu doma? Sú tam efektívnymi spôsobmi riešenia na zmäkčovanie vody, ktoré možno jednoducho implementovať do praxe?

• tepelné spracovanie;
• mrazenie;
• účinok činidla;
• filtrácia.

Odstránenie tvrdosti tepelným spracovaním (varom)

Najjednoduchší spôsob, ako zmäkčiť vodu doma, je tepelná úprava, teda varenie. Vystavenie vysokým teplotám vedie k deštrukcii iónových väzieb medzi chemickými prvkami a tvorbe sedimentu. Mäkká voda sa ďalej môže používať na pitie a na domáce účely.

Varenie vody sa vykonáva takto:

• tvrdá voda sa naleje do nádoby a privedie sa do varu;
• Po varení sa voda ochladí na izbovú teplotu a naleje do čistej nádoby.

Komplexnejšia možnosť zahŕňa vriacu vodu na hodinu a nechať ju stáť 24 hodín.

Varenie odstraňuje kovové soli, pary oxidu uhličitého, chloridové zlúčeniny a mechanické nečistoty.

Napriek svojej popularite a jednoduchosti má tepelné spracovanie niektoré nevýhody:

• varenie vedie k rýchlej tvorbe vodného kameňa, ktorý sa ťažko odstraňuje;
• prevarená voda nie je vhodná na zalievanie izbových rastlín;
• dlhodobé používanie kvapaliny po tepelné spracovanie môže viesť k zhoršeniu gastrointestinálneho traktu;
• voda mení svoje organoleptické vlastnosti.

Zmrazovanie je jednoduchý a efektívny spôsob

Tvrdosť vody znížite pravidelným mrazením alebo mrazením. Táto metóda zahŕňa pôsobenie nízkych teplôt na soli chemických prvkov s tvorbou kryštálov. V tomto prípade dochádza k zmäkčovaniu vody postupne, bez zmeny štruktúry kvapaliny.

Zmrazovanie sa vykonáva takto:

• nádoba sa naplní vodou a vloží do mrazničky;
• po zmrazení 75% kvapaliny sa zvyšok, ktorý obsahuje všetky škodlivé prvky, vypustí;
• Roztopená tekutina sa stáva pitnou, čo znamená, že ju možno použiť na varenie, polievanie kvetov a pranie jemných tkanín.

Jedinou nevýhodou tohto spôsobu je náročnosť prípravy veľkého objemu roztopenej vody.

Ošetrenie chemickými a potravinárskymi činidlami

Zmäkčovanie tvrdej vody pomocou činidiel je účinným spôsobom boja proti soliam kovov. Vplyv chemikálií na nečistoty vo vode vedie k tvorbe sedimentu. Na tieto účely sa používajú nasledujúce činidlá:

• Prášok na pečenie. Pomáha znižovať kyslosť a koncentráciu soli. Zmäkčovanie vody so sódou prebieha nasledovne: na umývanie použite 2 lyžičky. na 11 litrov, na varenie - 1 lyžička. na 3 litre.
• Soda (žieravina). Používa sa na zmäkčenie tekutín určených pre domácnosť a domáce potreby - 2 lyžičky. na 11 litrov. Túto kvapalinu nemožno použiť na potravinárske účely.
• Kyselina citrónová a octová, citrónová šťava. Prírodné potravinárske činidlá, ktoré pomáhajú zmäkčovať a oxidovať vodu. Používa sa na odstránenie vodného kameňa z riadu a pri oplachovaní vlasov. Optimálna koncentrácia je 1 polievková lyžica na 2 litre vody. l. kyselina octová, 1 lyžička. kyselina citrónová alebo citrónová šťava.
• Syntetické činidlá vo forme tabliet a prášku. Zvýšenú tvrdosť možno eliminovať pomocou špeciálnych chemikálie, určené na umývanie riadu alebo umývacích zariadení.

Nevýhody tejto metódy zahŕňajú:

• potreba udržiavať presnú dávku každého činidla;
• udržiavanie podmienok skladovania špeciálne prostriedky- lúh sodný a syntetické zmäkčovadlá doma v súlade s odporúčaniami výrobcov. Výnimkou sú potravinárske činidlá - sóda, ocot a kyselina citrónová.

Zníženie tvrdosti pomocou filtračných systémov

Ako urobiť vodu mäkkou, ak sa získava zo studne alebo studne postavenej vedľa domu?

• Filtre typu džbán. Ide o najobľúbenejší spôsob čistenia a zmäkčovania vody z vodovodu alebo studne. Tak sa volá filter, ktorý vyzerá ako džbán vybavený uhlíkovou vložkou na čistenie. Malý objem nádoby umožňuje prefiltrovať od 1 do 4 litrov vody v jednom cykle. Tvrdá voda prečistená džbánovým filtrom získava nielen jemnosť, ale aj špecifickú chuť. Frekvencia výmeny náplne je každé 2 mesiace.
• Jednotky na výmenu iónov. Takéto filtračné systémy predstavujú dve nádoby vybavené špeciálnymi filtrami na báze iónomeničových živíc a soľného roztoku. Najprv tvrdá voda vstupuje do zásobníka so živicami a potom vstupuje do nádoby so soľankou. Prečo kvapalina v tomto prípade stráca svoju tvrdosť? Pretože je nasýtený sodíkom, ktorý postupne vytláča horečnaté a vápenaté soli.
• . Toto je najefektívnejší spôsob čistenia a zmäkčovania tekutín. Inštalácia je vybavená špeciálnym membránový filter vytvárajúci pracovný tlak vo vnútri komory. Vďaka tomu je tvrdá voda úplne očistená od cudzích nečistôt, čím sa stáva mäkkou.

Problém zvýšenej tvrdosti vody môžete vyriešiť sami, stačí použiť účinné metódy v praxi alebo zaviesť jedinečnú patentovanú techniku.

Na tvrdosť vody prichádza predovšetkým vodný kameň a zmäkčovač vody – zariadenie, ktoré by si malo poradiť s tvrdou vodou a zabrániť tvorbe vodného kameňa.

Budeme hovoriť podrobnejšie o tvrdosti vody z hľadiska chémie, typoch tvrdosti vody, jednotkách merania tvrdosti vody (aj v rôznych krajinách). Pozrime sa, odkiaľ pochádza tvrdosť vody a ako tvrdosť ovplyvňuje kvalitu vody.

Najprv trochu o pojmoch. V článku sa často spomínajú slová „katióny“ a „anióny“. Katióny a anióny- Sú to kladne a záporne nabité ióny. A on(staroveká gréčtina ἰόν - chod) - elektricky nabitá častica vytvorená v dôsledku straty alebo zisku jedného alebo viacerých elektrónov. Ak teda dôjde k strate, náboj častice je kladný. Ak je sčítanie, potom je náboj častice záporný (pretože elektrón má jednoznačne záporný náboj).

Tvrdosť vody z chemického hľadiska

Pojem tvrdosť vody sa zvyčajne spája s katiónmi vápnika (Ca 2+) a v menšej miere aj s horčíkom (Mg 2+). V skutočnosti všetky dvojmocné katióny do určitej miery ovplyvňujú tvrdosť. Interagujú s aniónmi a vytvárajú zlúčeniny (soli tvrdosti), ktoré sa môžu vyzrážať. Monovalentné katióny (napríklad sodný Na +) túto vlastnosť nemajú.

V tejto tabuľke sú uvedené hlavné katióny kovov, ktoré spôsobujú tvrdosť a hlavné anióny, s ktorými sa kombinujú.

V praxi takýto vplyv na tvrdosť má stroncium, železo a mangán malý vplyvže sa zvyčajne zanedbávajú. Hliník (Al 3+) a železité železo (Fe 3+) tiež ovplyvňujú tvrdosť, ale pri úrovniach pH, ​​ktoré sa vyskytujú v prírodných vodách, je ich rozpustnosť a teda „príspevok“ k tvrdosti zanedbateľný. malý. Rovnako sa neberie do úvahy menší vplyv bária (Ba 2+).

Druhy tvrdosti vody.

Existujú nasledujúce typy tvrdosti vody:

Celková tvrdosť. Určené celkovou koncentráciou iónov vápnika a horčíka. Je to súčet uhličitanovej (dočasnej) a nekarbonátovej (trvalej) tvrdosti.

Uhličitanová tvrdosť. Je určená prítomnosťou hydrouhličitanov a uhličitanov (pri pH > 8,3) vápnika a horčíka vo vode. Tento typ tvrdosti je takmer úplne odstránený vriacou vodou, a preto sa nazýva dočasná tvrdosť. Pri zahrievaní vody sa hydrogénuhličitany rozkladajú za vzniku kyseliny uhličitej a vyzrážajú sa uhličitan vápenatý a hydroxid horečnatý.

Nekarbonátová tvrdosť. Je spôsobená prítomnosťou vápenatých a horečnatých solí silných kyselín (sírová, dusičná, chlorovodíková) a nedá sa odstrániť varom (stála tvrdosť).

Jednotky na meranie tvrdosti vody.

Vo svetovej praxi sa používa niekoľko jednotiek merania tuhosti, z ktorých všetky súvisia určitým spôsobom. V Rusku Gosstandart nastavuje jednotku tvrdosti vody ako mól na meter kubický (mol/m3). Na Ukrajine sa používajú mol/m 3 aj mEq/l (miligramový ekvivalent na liter). Číselne sa tieto hodnoty zhodujú. Mimochodom, l a dm 3 sú to isté, liter a decimeter kubický.

Okrem toho sa v rôznych krajinách široko používajú jednotky tvrdosti ako nemecké stupne (d o, dH), francúzske stupne (fo), americké stupne, ppm CaCO 3 .

Pomer týchto jednotiek tuhosti je uvedený v nasledujúcej tabuľke:

Poznámka:

1. Jeden nemecký stupeň zodpovedá 10 mg/dm 3 CaO alebo 17,86 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.
2. Jeden francúzsky stupeň zodpovedá 10 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.
3. Jeden americký stupeň zodpovedá 1 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.

Aby ste sa nemuseli obťažovať manuálnymi prepočtami, môžete si vytvoriť tabuľku na prevod jednotiek tuhosti. Ktoré, mimochodom, si môžete stiahnuť z odkazu Prevodná tabuľka pre jednotky tvrdosti vody.

Odkiaľ pochádza tvrdosť vody?

Vo všetkých mineralizovaných vodách sú prítomné ióny vápnika (Ca 2+) a horčíka (Mg 2+), ako aj iné kovy alkalických zemín, ktoré spôsobujú tvrdosť. ich zdroj sú prírodné ložiská vápenca, sadry a dolomitu. Ióny vápnika a horčíka vstupujú do vody v dôsledku interakcie rozpusteného oxidu uhličitého s minerálmi a iných procesov rozpúšťania a chemického zvetrávania skaly. Zdrojom týchto iónov môžu byť aj mikrobiologické procesy prebiehajúce v pôdach v povodí, v dnových sedimentoch, ako aj odpadových vôd rôzne podniky.

Tvrdosť vody sa veľmi líši a existuje mnoho typov klasifikácií vody podľa stupňa tvrdosti. V tabuľke nižšie sú uvedené štyri príklady klasifikácie. Dve klasifikácie z ruských zdrojov - z referenčnej knihy „Hydrochemické ukazovatele štátu životné prostredie“ a učebnica pre vysoké školy „Úprava vody“. A dve sú zo zahraničia: normy prísnosti Nemeckého inštitútu pre normalizáciu (DIN 19643) a klasifikácia prijatá Agentúrou pre ochranu životného prostredia USA (USEPA) v roku 1986.

Tabuľka jasne ilustruje oveľa „tvrdší“ prístup k problému šetrenia v zahraničí. A nie bez dôvodu, ako je uvedené nižšie.

Typicky v nízko mineralizovaných vodách prevláda tvrdosť spôsobená iónmi vápnika (až 70%-80%) (hoci v niektorých zriedkavých prípadoch môže tvrdosť horčíka dosiahnuť 50-60%). So zvyšovaním stupňa mineralizácie vody obsah vápenatých iónov (Ca 2+) rýchlo klesá a zriedka prekračuje 1 g/l. Obsah horčíkových iónov (Mg 2+) vo vysoko mineralizovaných vodách môže dosiahnuť niekoľko gramov a v slaných jazerách - desiatky gramov na liter vody.

Vo všeobecnosti je tvrdosť povrchových vôd zvyčajne nižšia ako tvrdosť podzemných vôd. Tvrdosť povrchových vôd podlieha výrazným sezónnym výkyvom, ktoré zvyčajne dosahujú najvyššia hodnota na konci zimy a na najnižšej úrovni v období povodní, keď sa hojne riedi mäkkým dažďom a roztopenou vodou. Morská a oceánska voda má veľmi vysokú tvrdosť (desiatky a stovky mg-eq/dm 3 ).

Ako tvrdosť ovplyvňuje kvalitu vody?

Z hľadiska využitia vody na pitné účely sa jej prijateľnosť z hľadiska tvrdosti môže výrazne líšiť v závislosti od miestnych podmienok. Chuťový prah pre vápenatý ión je (v prepočte na mg-ekvivalent) v rozmedzí 2-6 mEq/l v závislosti od zodpovedajúceho aniónu a prah chuti pre horčík je ešte nižší. V niektorých prípadoch je pre spotrebiteľov prijateľná voda s tvrdosťou nad 10 mEq/l. Vysoká tvrdosť zhoršuje organoleptické vlastnosti vody a dodáva jej horkú chuť. a má negatívny vplyv na tráviace orgány.

Svetová zdravotnícka organizácia neponúka akúkoľvek odporúčanú hodnotu tvrdosti na základe účinkov na zdravie. Materiály WHO uvádzajú, že aj keď množstvo štúdií odhalilo štatisticky inverzný vzťah medzi rigiditou pitná voda a kardiovaskulárnych chorôb, dostupné údaje nedostatočné vyvodiť kauzálny charakter tohto vzťahu. rovnakým spôsobom, nie je jednoznačne preukázanáže mäkká voda má negatívny vplyv na rovnováhu minerály v ľudskom tele.

V závislosti od pH a zásaditosti však voda s tvrdosťou nad 4 mEq/L môže spôsobiť usádzanie odpadu a vodného kameňa (uhličitanu vápenatého) vo vodovodnom rozvode, najmä pri zahriatí. Normy dozoru nad kotlom preto zavádzajú veľmi prísne požiadavky na tvrdosť vody používanej na napájanie kotlov (0,05-0,1 mEq/l).

Okrem toho, keď soli tvrdosti interagujú s čistiacimi prostriedkami (mydlo, pracie prášky, šampóny), vytvára sa „mydlová troska“ vo forme peny. To vedie nielen k značnému plytvaniu čistiacimi prostriedkami. Po zaschnutí zostáva takáto pena vo forme nánosov na sanitárnych zariadeniach, bielizni, ľudskej pokožke a vlasoch (nepríjemný pocit „tvrdých“ vlasov mnohí dobre poznajú). Hlavným negatívnym vplyvom týchto toxínov na človeka je, že ničia prirodzený tukový film, ktorý vždy pokrýva normálnu pokožku a upchávajú jej póry.

Znakom takéhoto negatívneho účinku je charakteristické „vŕzganie“ čisto umytej pokožky alebo vlasov. Ukazuje sa, že pocit „mydlivosti“, ktorý u niektorých ľudí spôsobuje podráždenie po použití mäkkej vody, je znakom toho, že ochranný tukový film na pokožke je neporušený a nepoškodený. Ona je tá, ktorá sa šmýka. V opačnom prípade musíte utrácať peniaze za pleťové vody, zjemňujúce a hydratačné krémy a iné triky na obnovenie ochrany pokožky, ktorú nám už príroda poskytla.

Zároveň je potrebné spomenúť aj druhú stranu mince. Mäkká voda s tvrdosťou menšou ako 2 mEq/l má nízku tlmivú kapacitu (alkalitu) a v závislosti od úrovne pH a množstva ďalších faktorov môže mať zvýšený korozívny účinok na vodu. vodné trubky. Preto je v mnohých aplikáciách (najmä v tepelnej technike) niekedy potrebné vykonať špeciálne zaobchádzanie vody, aby sa dosiahla optimálna rovnováha medzi tvrdosťou vody a jej korozívnosťou.

Tak sme sa dozvedeli viac o tvrdosti vody. Zostáva len rozhodnúť o spôsoboch boja :)