Жесткость воды в: Как определить жесткость в воде и ее норма

Жесткость воды в: Как определить жесткость в воде и ее норма

alexxlab 12.07.2021

Содержание

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Как определить жесткость воды в домашних условиях


Тело человека на 70 % состоит из воды, поэтому вода необходима для поддержания его жизнедеятельности. Прогресс – это, безусловно, прекрасно, но развитие промышленности, особенно химической, крайне отрицательно влияет на экологическую обстановку во всем мире. И первое, что страдает от этого процесса, – качество воды. Необходимо постоянно держать под контролем содержание микроэлементов в питьевой воде, не допуская превышения их нормы. Жесткость воды – довольно значимое ее свойство, от нее зависит состояние здоровья человека и качество его жизни. Данная статья поможет разобраться в вопросе, как определить жесткость воды.


Вопросы, рассмотренные в материале:


  • Зачем определять жесткость воды


  • Как определить жесткость воды в домашних условиях


  • Как определить жесткость воды в лаборатории


  • Какие существуют практические советы по снижению жесткости воды

Зачем определять жесткость воды


Зачем определять жесткость воды


Вода содержит в себе растворенные соли щелочноземельных металлов, которые меняют ее физические и химические характеристики. Совокупность свойств воды, обусловленных наличием этих солей, и есть жесткость, которая является очень важным качеством жидкости. Жесткость воды определяют соли кальция и магния, так называемые соли жесткости. Чем меньше подобных примесей содержит вода, тем она мягче. На сегодняшний день в мире пока еще не существует общепринятой единицы измерения жесткости воды.


В России по государственному стандарту жесткость измеряется в градусах (Ж), при этом 1 Ж равняется 1 мг-экв/л (имеется в виду содержание солей кальция или магния, равное ½ миллимоля на литр). Для соотнесения градусных мер разных стран принята условная единица – пропромилле (ppm – part per million), то есть миллионная часть (1  10-6) базовой массы: 1 ppm = 0,0001 % (1 мг/кг).


В бытовых приборах, как правило, указываются единицы производителя. Чтобы определить, насколько эти показатели соответствуют установленным ГОСТом нормам, нужно перевести их в российские единицы измерения.


Жесткость воды


Перевод градусов жесткости в пропромилле:


  • 1 dH (Германия) = 17,8 ppm;


  • 1 f (Франция) = 10 ppm;


  • 1° (Англия) = 14,3 ppm;


  • 1 A (США) = 1 ppm;


  • 1 мг-экв/л (1°Ж, Россия) = 50,05 ppm.


Существует три вида жесткости воды:


  1. Временная (карбонатная) – показывает содержание солей угольной кислоты (гидрокарбонатов Ca и Mg). Они распадаются при кипячении и создают нерастворимый осадок CaCO3 (карбоната кальция) и Mg(OH)2 (гидроокиси магния).


  2. Постоянная (некарбонатная) – когда вода содержит соли металлов с валентностью 2 (Ca, Mg, Ba, Sr) на основе сильных кислот: HCl (соляной), h3SO4 (серной), HNO3 (азотной). Они не выпадают в осадок под воздействием температуры кипения. При этом соли стронция (Sr) и бария (Ва) не учитываются в определении уровня жесткости воды, поскольку содержание их минимально.


  3. Общая – является суммой концентрации в воде ионов магния и кальция.


В Российской Федерации основой для подразделения воды на группы является общая жесткость:


  • мягкая – до 2 °Ж;


  • средняя – 2–10 °Ж;


  • жёсткая – от 10 °Ж.


Опасность для человека, а также для нормального функционирования бытовой техники представляет как слишком жесткая, так и излишне мягкая вода. Вред мягкой воды не очевиден, но она может нанести непоправимый ущерб здоровью костей и зубов, вымывая из организма соли кальция. Кроме того, в ней быстрее распространяется коррозия металла в бытовых электроприборах. Чтобы предотвратить их разрушение, рекомендуется использовать ингибитор.



Негативные последствия использования жесткой воды:


  1. Способствует отложению солей в мочеполовой системе человека, вследствие этого образовываются камни в почках, состояние кожи и волос ухудшается. Если вовремя не определить уровень жесткости воды, появится налет внутри системы отопления и в канализационных трубах, что может привести к засорам и другим неприятностям, накипь скапливается внутри бытовых приборов, что неизбежно приведет к их поломке.


  2. Осадки солей жесткости препятствуют нагреванию ТЭНов, снижая их теплопроводность, поэтому электроэнергии для нагрева воды потребуется значительно больше. И, как следствие, нагревательные элементы сгорают, накапливая, но не выводя тепло должным образом.


  3. Расход моющих средств увеличивается, поскольку поверхностно-активные вещества (ПАВ) в них, взаимодействуя с солями кальция и магния, формируют нерастворимые соединения, мешающие образованию достаточного количества пены для удаления загрязнений.


  4. Канализационные трубы приходят в негодность из-за того, что их изнутри покрывает известковый налет, к тому же это может уменьшить напор в кране.


Важно своевременно определить жесткость воды из водопровода и других источников. Уберечь бытовую технику и водонагревательные приборы от поломок помогут различные смягчители воды.


Важно своевременно определить жесткость воды


Важно определить, какие соли и в каком количестве присутствуют в используемой вами воде, прежде чем приобретать устройства и реагенты для ее смягчения. Обратите внимание, что различные явления природы, таяние снега и количество выпавших осадков могут повлиять на плотность солей, меняя тем самым общую жесткость воды. Рекомендуется сделать анализ на жесткость, чтобы подобрать смягчитель, подходящий конкретно для вашей воды.


Для бытовых нужд, как то: стирка, уборка, мытье посуды и купание, вполне достаточно одного такого анализа, чтобы определить спектр необходимых средств. При избыточном содержании солей для готовки рекомендуется использовать очищенную воду в бутылях. Можно определить жесткость воды с помощью портативного прибора для обнаружения солей и карбонатов.


Можно определить жесткость воды с помощью портативного прибора для обнаружения солей и карбонатов


Как определить жесткость воды в домашних условиях


Есть разные способы, как определить жесткости воды. Самый простой и доступный каждому метод – внимательно рассмотреть жидкость и попробовать ее на вкус. Чистая вода прозрачна, не содержит примесей и осадка, она не имеет выраженного вкуса и запаха.


Содержание солей в воде можно определить косвенно, наблюдая за ее свойствами в бытовых условиях:


  • на дне кастрюль, чайника из-за отложения солей образовывается слой накипи;


  • в чистой воде мыло растворится полностью, в жесткой же оставит следы в виде белых хлопьев на раковине или ванне;


  • моющие средства, порошки дают мало пены и плохо выполаскиваются, оставляя налет и разводы;


  • жесткая вода крайне негативно влияет на кожу и волосы, кожа стягивается, сохнет, сальные железы вынуждены вырабатывать больше кожного жира, вследствие чего может появиться раздражение, шелушение, волосы будут жирными у корней и сухими на кончиках, появится перхоть;


  • после принятия ванны или душа кожа может быть липкой или с неким налетом;


  • основной признак, по которому можно определить жесткость, – неприятный вкус воды. Она становится горьковатой, появляется металлический привкус, если долго пить такую воду без очистки или кипячения, можно заметить темный налет на зубах или даже зубной камень;


  • на поверхности заваренного чая появляется пленка, к тому же увеличивается время заваривания;


  • соли в воде препятствуют развариванию мясных продуктов и картофеля.


Еще один простой способ, как определить жесткость воды: налить воду в чистый стакан с прозрачным дном на 20 см и поставить на лист с текстом. Сквозь чистую воду текст можно будет легко прочесть.


Подобным образом можно также определить цвет воды: в стакан нужно налить 100 мл воды и поставить его на белый лист бумаги. Примеси органики делают воду темнее, что сразу будет заметно на светлом фоне.


Нагревая воду до определенной температуры, можно также понять, насколько она чистая. Так, при наличии в ней сероводорода при медленном нагревании появится гнилостный запах.


Присутствие примесей также можно определить по вкусу воды. Для этого следует пять минут прокипятить немного воды в чистой посуде, затем остудить ее до комнатной температуры и попробовать. Сладковатый вкус укажет на содержание гипса, горький – солей магния, терпкий – солей железа. Присутствие в воде различных организмов придаст жидкости привкус гнили. Есть ли в воде твердые примеси, можно определить при помощи фильтра, дав ей отстояться перед этим.


Как определить жесткость воды в домашних условиях


Капнув воду на стеклянную поверхность и дав ей испариться, посмотрите, не осталось ли следов, жесткая вода непременно после высыхания образует потеки и пятна. Владельцы аквариумов также заметят ухудшение качества воды.


Все вышеперечисленные способы показывают, как определить жесткость воды, но достоверного результата можно добиться только при помощи лабораторных анализов. Так, чтобы определить качество воды в частном доме, целесообразно обратиться к специалистам, поскольку содержание солей в ней может меняться в связи с различными обстоятельствами. Такой анализ поможет вам выбрать наиболее подходящий для вашей воды фильтр.


Онлайн-подбор оборудования для очистки воды по результатам анализа


Нужно достоверно определить жесткость воды для посудомоечных машин и аквариумов. Есть несколько относительно точных способов, как определить жесткость воды, не обращаясь в лабораторию.


Способ № 1. Тест-полоски. Их можно приобрести в аптеке, точность измерения примерно 1-2 °Ж. Принцип использования предельно прост: опустите полоску в емкость с водой и подождите, пока нанесенный на нее реагент изменит цвет, а после сравните с прилагающейся шкалой.


Тест-полоски


Способ № 2. Экспресс-тесты определения жесткости воды для аквариумов. В основе этого способа лежит метод титрования. Следует налить 5 мл воды в пробирку, затем капля за каплей ввести реагент, который содержит индикатор. Количество капель реагента, необходимое для изменения цвета раствора с желтого до синего, соответствует числу градусов жесткости воды. Сведения об этом соответствии содержатся в инструкции к тесту.


Экспресс-тесты определения жесткости воды для аквариумов


Способ № 3. Специализированные приборы. Принцип их работы также основан на методе титрования. Индикаторы реагируют на концентрацию соли в определенном количестве воды изменением цвета. Для интерпретации результатов титрования в лаборатории используют фотоколориметры. Некоторые приборы могут определить жесткость воды, измеряя ее электропроводность. Уровень солей, содержащихся в воде, непосредственно влияет на ее способность проводить электричество. Например, TDS-метр (total dissolved solids, или солемер) и EC-метр (кондуктометр).


Специализированные приборы


Результат измерения TDS-метр показывает в ppm. Данный прибор способен не только определить наличие солей в общем, но и удельную электропроводность воды. EC-метр помимо этого покажет удельное сопротивление раствора в мкСм/см (микросименс на см). Результат TDS = k × EC, где коэффициент k в пределах 0,55–0,80 (среднее значение 0,67).


TDS-метр


Существуют приборы, объединяющие в себе TDS- и EC-метры. Цена их выше, но определить жесткость воды с их помощью значительно проще. Они помогают отслеживать качество воды, например, для чувствительных растений или аквариумов.

Как определить жесткость воды в лаборатории


Бывают случаи, когда нужно как можно точнее определить жесткость воды.


Как уже говорилось выше, самый доступный, используемый повсеместно метод определения количества солей в воде, – титрование. Однако точность этого метода относительно невысока.


Один из самых точных приборов, помогающих определить концентрацию солей, по мнению сотрудников лабораторий, – АКМС-1. На экран прибора автоматически выводятся результаты сравнения разности электродных потенциалов и эталонных значений.


Как определить жесткость воды в лаборатории


Резонансное поглощение фотонов атомами анализируемых элементов является основой метода атомной спектрометрии. Данный метод отличается высокой точностью, однако стоимость приборов, применяемых в нем, довольно высока.


Статьи, рекомендуемые к прочтению:

4 практических совета, как снизить жесткость воды


Выше мы разобрали способы, как определить жесткость воды. В случае если качество воды неудовлетворительное, можно воспользоваться одним из приведенных ниже советов:


  1. Самый распространенный и доступный каждому метод – кипячение воды. Если прокипятить воду около часа, а затем дать ей отстояться, на дне появится осадок, от которого можно избавиться, процедив жидкость. Соли при таком способе останутся, но вода станет значительно мягче.


  2. Жесткость воды можно уменьшить, нейтрализовав соли при помощи щелочи. С этой ролью отлично справится обычная сода, ее следует развести в пропорции 0,25 чайной ложки на стакан воды.


  3. Миндальные отруби могут послужить заменой щелочи. Достаточно одной столовой ложки на стакан воды.


  4. Специальные фильтры для воды – самый простой, но вместе с тем малоэффективный способ смягчения. Такие системы требуют постоянного контроля и замены некоторых составляющих. В случае, когда заменить или промыть картридж очистки не получается, вредные вещества снова окажутся в воде.


Специальные фильтры для воды


Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что только использование качественной бутилированной воды обеспечит оптимальное соотношение чистоты и мягкости, что обезопасит здоровье вас и ваших близких.


Компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.


Специалисты нашей компании готовы помочь вам:


  • подключить систему фильтрации самостоятельно;


  • разобраться с процессом выбора фильтров для воды;


  • подобрать сменные материалы;


  • устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;


  • найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.


Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Рассказываем о жесткости воды. — VodaLab

Жесткая вода чаще всего ассоциируется с накипью на дне чайника или ощущением мыла на руках после мытья рук, некоторые испытывают ощущение «жестких волос». По этому критерию люди обычно оценивают качество воды. В этой статье мы рассмотрим жесткость со стороны физики и химии, изучим ее свойства, разновидности, влияние на здоровье человека и способы ее устранения жесткости воды.

Соли жесткости

 Эффект жесткой воды

Жесткость воды — это концентрация растворённых в ней солей магния (Mg) и кальция (Ca): гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Проще говоря, жесткой называется вода, содержащая в себе большое количество солей. Почему воду назвали «жесткой»? Женщины в старину стирали вещи на берегу рек и озер, в воде которых содержат кальций, отчего ткань становилась жесткой на ощупь.

Жесткость воды делится на 3 вида:

  • Карбонатная, т.е. временная. Она ликвидируется с помощью обычного кипячения воды и обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2.
  • Некарбонатная, т.е. постоянная. Возникает из-за присутствия других солей, например CaSO4, Ca(Cl)2, MgSO4, Mg(Cl)2. При кипячении воды не устраняется.
  • Общая. Представляет собой суммарную концентрацию ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости.

Единицы измерения жесткости:

Не существует единой единицы измерения жесткости. В России, в соответствии с Госстандартом, в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3). В Германии — 2.8DH°; во Франции — 5F°; в Америке — 50.05 ppm CaCO3.

Классификация воды по жесткости:
Характеристика  Жесткость, мг-экв/л
 очень мягкая вода  до 1,5 мг-экв/л
 мягкая вода  от 1,5 до 4 мг-экв/л
 вода средней жесткости  от 4 до 8 мг-экв/л
 жесткая вода  от 8 до 12 мг-экв/л
 очень жесткая вода  более 12 мг-экв/л

Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 мг-экв/л.

Влияние на здоровье человека:

Как же влияет жесткая вода на наш организм? Медики связывают появление мочекаменной болезни именно с этой особенностью воды. Но на данный момент официального подтверждения этой гипотезе нет. Но мы знаем, что слишком жесткая вода неблагоприятно влияет на органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус. Также жесткая вода сушит нашу кожу и волосы. Однако, полностью переходить на мягкую воду не рекомендуется. Наш организм нуждается в солях кальция и магния для укрепления сердечно-сосудистой системы. А вот комнатные растения лучше поливать мягкой или талой водой.

Способы борьбы с жесткой водой:

Для смягчения жесткости воды специалисты рекомендуют приобрести умягчители, которые являются самыми эффективными в борьбе с солями жидкости. Также существует несколько способов смягчения воды в домашних условиях, самым простым и привычным из которых является кипячение воды.

Для борьбы с постоянной жёсткостью воды используют такой метод, как вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда примерно 90% жидкости превратится в лед, нужно разморозить его обратно, а соли останутся в оставшейся незамороженной жидкости.

При выборе степени жесткости воды лучше придерживаться середины. Самым оптимальным является использование воды средней жесткости для приготовления пищи и мягкой воды для гигиенических процедур. А чтобы ваша бытовая техника не страдала от повышенной жесткости, лучше приобрести умягчитель.

Заказать анализ воды на жесткость вы можете на нашем сайте vodalab.ru. Каждый из представленных на сайте анализов содержит исследование воды на жесткость.

О других загрязнителях воды, таких как железомутность и марганец, вы также можете узнать подробнее в нашем блоге.

единица измерения и способы понижения жесткости- Обзор +Видео

В чем измеряется жесткость воды. Вода, поступающая к нам из крана, содержит множество примесей различных химических веществ. Их количество отвечает за уровень жесткости жидкости. Для определения качества воды, надо знать в чем измеряется данное свойство. За единицу измерения принято считать градус жесткости, который указывает насколько сильно жесткость превышает среднюю норму.

Методы измерения должны знать не только инженеры, но и простые люди, чтобы при повышенном уровне, уметь смягчить жидкость.

Содержание статьи:

Отличия между жесткостью и мягкостью воды

Объем солевых примесей определяет количество находящихся в воде растворяемых веществ таких, как магний и кальций. Превысить норму примесей помогает попавший в гидрат железа, он в избытке содержится в водах, протекающий под землей.

Внимание! Воду считают жесткой, если в ней много примесей.

Количество соли влияет на свойство воды:

1.мягкая вода.

2.средняя вода

3. жесткая вода.

Дождевую воду либо перегоняемую жидкость считают мягкой, в ней очень мало минеральных примесей. Также показатель мягкости можно повысить, прокипятив воду, либо добавив в нее специальные химические добавки.

жесткая водаВода, имеющая среднюю жесткость, протекает в водопроводе, в родниках и скважинах.

Вода, отличается повышенной жесткостью в океанах и морях. Также жидкость, берущая начало в глубинных пластах породы, обогащенных минеральными веществами. В составе воды выделяют много разных солей, они могут достигать тридцати трех процентов общего количества жидкости.

Типы жесткости воды. Уровень жесткости в воде бывает:

1.постоянным, то есть показатель остается неизменным и зависит от количества в воде хлоридов и сульфатов.

2.временным, то есть на жесткость влияют присутствующие в воде бикарбонаты кальция с магнием. Показатель жесткости можно полностью понизить, если жидкость вскипятить.

3.общим, когда складывают постоянный и временный показатель.

Для определения уровня жесткости применяют специальные единицы измерения.

Единицы, измеряющие жесткость.

Перед тем, как посчитать жесткость воды, определяют в каком количестве в воде содержатся катионы магния и кальция.

Количество элементов измеряют такими единицами:

1.Моль на метр кубический (моль/м3). Единица измерения была принята и применялась в России до 2014 года.

2.Градусом жесткости (Ж). Новая единица измерения, которой пользуются в России после 2014 года.

3.Немецким градусом (dH). Данная единица применяется в европейских странах.

4.Французским градусом (FO). Единица принята для определения показателя в Европе.

5.Американским градусом (ppm CaCO3). Данной единицей пользуются в США.

Справка! Жесткость воды в России, выраженную молями, стали применять с 1952-го года. До этого общая жесткость определялась градусами, которые были равны единице измерения в Германии.

На территории России принята единица измерения в градусах, которая соответствует международным стандартам подсчета. Градус равняется 0.5 миллимоля на один литр воды. Сделать подсчет количества примесей в жидкости может каждый самостоятельно.

Почему появляется жесткость

Жидкость с поверхности земли испаряется и мелкими частичками попадает в атмосферу. В процессе конденсации жидкость вновь попадает на верхние слои почвы в виде различных осадков. На поверхности земли вода не подвергается влиянию примесей, она мягкая. Когда жидкость просачивается сквозь земную кору, она присоединяет растворимые вещества, в составе которых присутствует магний с кальцием. Поэтому жесткость воды повышается. По этой причине скважинная вода и подземная более жесткая. Воды на поверхности земли отличаются повышенной жесткостью зимой, но талые воды весной понижают ее уровень.

Внимание! Морская вода имеет постоянно высокий уровень жесткости, потому что содержит в больших количествах хлорид натрия.

Чтобы понизить содержание кальция с магнием в воде, применяют разные способы.

Как снизить показатель жесткости.

В борьбе с высокой концентрацией примесей в воде считаются эффективными такие методы, как:

1.химический способ позволяет снизить объем растворенных солей посредством погашенной извести. Если добавить соду в известь, то можно устранить постоянную жесткость.

2.кипячение способно избавить от временной жесткости. Во время кипячения отмечается образование осадка на дне емкости.

3.метод заморозки воды устранит постоянную жесткость. Мягкость будет достигнута при появлении 90 процентов льда, и остатка воды 10 процентов. Воду нужно слить, а лед растопить и использовать по необходимости.

4.метод перегонки представляет собой превращение прогретой воды в пар, который далее конденсируют.

5.метод электромагнитный. В данном случае применяют магнитное поле, метод хорошо подходит для использования в больших котельных.

6.метод катионного обмена считается самым эффективным. Воду пропускают сквозь катионный слой.

Каждый метод хорошо справляется с задачей по уменьшению уровня жесткости воды.

Внимание! Для уменьшения жесткости питьевой воды не применяют химический метод.

Жесткость и качество воды

Жесткая вода изменяет вкус воды. Порог, при котором соли отрицательно влияют на вкус, для кальция равен 2 – 6 мг – экв/л, для магния гораздо ниже. Если содержание ионов этих веществ в воде находится в пределах 1.6 – 3 мг – экв/л, то вода на вкус приятная.

средняя водаЧеловек может употреблять воду, в которой показатель жесткости достигает 10 мг – экв/л, но недолгое время, потому что употребление ионов кальция с магнием отрицательно сказывается на здоровье.

Внимание! Жесткую воду нежелательно использовать в нагревательном оборудовании.

Устройства, типа бойлера, электрочайника, стиральной либо посудомоечной машины, имеют встроенный для нагрева тэн, на котором появляется известковый налет, В результате перегрева тэна, приборы выходят из строя.

Чтобы избавится от накипи, надо использовать сухую лимонную кислоту, растворенную в воде. Данным раствором залить устройство и прокипятить. Далее нужно промыть оборудование и можно снова пользоваться.

Жесткая вода омрачает стирку, моющие средства в такой воде обильно вспениваются. Пена откладывает налеты на элементах в моющей и стиральной машинки, что также отрицательно сказывается на работе некоторых элементов устройства.

Жесткость и здоровье человека. Если долгое время пить жесткую воду, избыточное содержание соли приводят к отклонению функционирования внутренних органов:

1.системы ЖКТ. В желудке соли плохой воды соединяются с жирами животного происхождения, что нарушает выработке ферментов, поэтому нарушается перистальтика органа. У человека наблюдается зашлакованность организма, развитие дисбактериоза.

2.суставов. Некоторые соли в организме человека производят вещества неорганического происхождения, способствующие заменять собой суставную жидкость. В последствие это вызывает боли при движении, развивается артирит либо полиартрит.

3.работы сердца. Жесткая вода ухудшает работу сердечной мышцы, провоцируя аритмию.

4.кожи. Некачественная вода влечет старение кожи при наружном контакте и во время приема внутрь. Жесткая вода, взаимодействуя с моющим средством, образует пленку, которая остается на руках и приносит вред верхнему слою кожи.

5.почек. Из-за жесткой воды не образуются камни в почках. Они появляются, потому что в организме недостаточное количество кальция. Организм восполняет нехватку вымыванием из костей и дальнейшим оседанием внутри мочеполовой системы.

Внимание! Чтобы исключить вредное воздействие жесткой воды на организм, устанавливают многоступенчатые фильтры воды.

Методы, которые позволяют измерить жесткость воды. Для того, чтобы приборы работали долго, а организм не страдал от показателя жесткости. Уровень содержания примесей в воде надо уметь определять. Определить превышение жесткости на вкус возможно, если показатель сильно превышает норму.

Для измерения используют следующие способы:

1.Если при растворении мыла в воде, оно не пенится, значит, показатель жесткости высокий, пить такую воду нельзя.

2.Если на тэне электрического чайника за короткое время появляется накипь, значит, вода очень жесткая.

3.Наиболее точным методом считается применение специальных полосок. Метод эффективный, но требует вложения денег. Полоску опускают в проверяемую жидкость на пару секунд, и она через минуту изменит цвет. Далее цвет соотносят с данными таблицы, которая имеется в инструкции.

Выводы

Не всегда требуется точное знание жесткости воды в доме, но примерный уровень этого свойства воды стоит определять обязательно. Это продлит срок годности приборам, также примененные меры для смягчения показателя, продлят жизнь человека.

Высокотехничные предприятия и химическая промышленность требует знаний жесткости воды до миллиграмма, поэтому должны пользоваться профессиональными методами для вычисления. В случае необходимости вовремя принять меры.

Жесткость воды — норма и ее влияние на качество жизни

Жесткостью воды называют химическое качество, определяющее объем присутствующих в жидкости примесей соляного кальция и магния. Данный показатель — одно из ключевых качеств воды, которое всегда проверяется в процессе анализа жидкости на предмет пригодности для употребления и бытового применения. Знать о норме показателей и о том, как определить жесткость воды, крайне важно. Знание данного качества жидкости позволит сохранить здоровье и продлить работоспособность техники, так или иначе использующей в своей работе воду.

Микробиологические исследования и химические научные опыты определили, что жесткостью воды единицы измерения является содержание в ней большей части солей кальция (Са2+) и несколько меньшего количества магния (Mg2+). На самом деле ситуация обстоит так, что оба эти элементы участвуют в формировании показатель определения жесткости воды и не могут существовать отдельно. В процессе химических реакций с анионами, соли кальция и магний формируют специальные кристаллы жесткости, которые оседают на дно и в дальнейшем используются в качестве биологического материала при проверке воды и ее химического состава.

Таблица наличия в воде катионов металлов и анионов и тест на жесткость воды позволяют узнать детальней о процессе формирования кристаллов жесткости и характере их развития. Влияние на временную жесткость воды и каждого из металлов является различным и зависит от типа жидкости и источника ее происхождения. К примеру такие металлы, как стронций, железо и марганец могут оказывать на состав и степень жесткости воды менее выраженное воздействие и практически не котироваться при анализе и проведении химической экспертизы. Алюминий оказывает влияние на общую жесткость воды, только если кислотность воды достигает нужного уровня, что встречается исключительно в природных водоемах. Из этого следует, что наличие и патогенное воздействие на воду выше указанных металлов при проверке воды бытового использования практически не учитывается из-за крайне низких показателей. Крайне малое влияние на показатель жесткости воды и способы ее устранения также может оказывать барий.

Какие можно выделить типы жесткости воды?

Проверка воды на показатель жесткости проводится в несколько этапов, с учетом типа водоема, в котором был произведен забор, условий содержания жидкости и цели произведенной экспертизы. Как определить жесткость воды в домашних условиях? Чаще всего жесткость при проверке делят на следующие группы:

  1. Жесткость воды общего типа. В процессе определения вида жесткости воды этого показателя выводится единица наибольшей концентрации солей кальция и магния. Данный показатель рассчитывается путем выведения данных о постоянной жесткости воды и непостоянной, временной жесткости некарбонатного типа. Для того чтобы смягчить воду при завышенных показателях общей жесткости используют ионизирующие фильтрующие установки для воды и таблицу жесткости воды.
  2. Жесткость карбонатного типа. Проверка позволяет выявить наличие в составе воды карбонатных и гидрокарбонатных элементов солей кальция и магния. Такой вид жесткости нередко может называться временным, поскольку устранить завышенные показатели поможет кипячение и вываривание лишних солей. Нагревание воды способствует тому, что гидрокарбонаты и карбонаты кальция и магния раскладываются и становятся осадочным веществом на дне посудины. Такой тип не постоянной жесткости воды превращается в бытовой налет, который нередко можно наблюдать на посуде, в которой часто кипятится вода. Как устранить жесткость воды? Очистить жесткость такой воды можно также путем использования ионизирующих фильтров или механизмов для устранения лишних солей.
  3. Жесткость воды некарбонатного типа. Данный тип проверки позволяет выявить в воде присутствие кислот солей кальция и магния сильного воздействия. В число таких кислот входят серная, азотная и соляная кислоты. Данный вид не карбонатной жесткости воды нельзя устранить простым кипячением воды и вывариванием патогенных элементов. Постоянную жесткость нередко очищают ионизирующими фильтрами или растворяющими соль веществами.

В чем измеряется жесткость воды? Стоит отметить, что мировая таблица единиц измерений имеет несколько разных обозначений для типов и разновидностей жесткости. Каждая из этих единиц взаимосвязана с остальными. На территории постсоветского пространства до их пор используют единицу моль для обозначения показателя определения общей жесткости воды. В европейских государствах могут нередко использовать такие обозначения как do, dH, fo. В США используется обозначение ppm CaCO3.


Закажите бесплатно консультацию эколога

Почему вода становится жесткой?

Изначально стоит отметить, что вся жидкость мирового океана имеет определенные показатели жесткости, то есть в ее химическом составе неизменными веществами являются соли кальция и магний, а также несколько других щелочных металлов и земельных веществ. От чего зависит жесткость воды? Такой состав жидкости обуславливается тем, что минеральные воды изначально проистекают на поверхность из залежей многовековых пластов известняка и разных типов доломита. Соли кальция и магний попадают в воду путем химической связи диоксида углерода с группой минералов. Процесс выветривания и химической деформации горных пород приводит к образованию кристаллов жесткости в воде. Их источники — природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионизирующие вещества многовековых залежей, через которые протекает вода, могут появляться из-за еще не изученных биологических реакций и процессов в глубине плит на месте, из которого проистекает жидкость. Добавлять в состав побочные минералы и кристаллы способны и другие химические примеси, сточные воды, элементы и организмы окружающей среды.


Что показывает таблица жесткости воды?

Большинство минерализованной воды, которая попадает в открытые водоемы и становится источником жидкости для бытового и промышленного существования, имеет жесткость, превышающую показатели 75-85%. Как проверить жесткость воды в домашних условиях? Такой высокий показатель свидетельствует о том, что вода содержит повышенное количество солей кальция и магния из-за наличия ионизирующих горных пород. С учетом источника минеральной воды, в ряде случаев уровень жесткости не превышать 60%. Важно отметить, что от показателя минерализации напрямую зависит наличие ионов кальция. Жесткость воды, норма для питьевой воды такова: в открытых водоемах с пресной водой уровень содержания кальция не поднимается выше, чем 1 г из расчета на литр воды; соленые водоемы могут содержать примерно 10-15 г солей кальция на литр.

Стоит сказать, что показатель жесткости и концентрация солей кальция в воде напрямую определяется типом воды и местом ее расположения. Так, поверхностные воды нередко могут иметь наиболее низкие показатели жесткости, тогда как подземные водоемы или озера могут быть максимально жесткими и насыщенными солями. Концентрация солей в воде находится также в прямой зависимости от времен года и сезонных осадков. В конце зимы наличие кристаллов жесткости может увеличиваться, однако в период таяния снега и выпадения мягкой воды в виде снега и дождя кристаллы солей разбавляются и показатели жесткости заметно снижаются. Максимально жесткой вода считается в океанах и морях, где концентрация солей является максимально высокой.


Как может влиять показатель жесткости на качество жидкости?

Жесткость воды и ее показатели являются позволительными и удовлетворительными, в зависимости от цели использования жидкости. Если вода предназначается для использования в бытовых целях, показатели ее жесткости не должны превышать 2-6 мг на литр. Такая концентрация солей кальция считается максимально допустимой для бытового использования и не вредит человеческому здоровью. Прибор для измерения жесткости воды показывает, что промышленные цели использования воды могут повышать показатель жесткости до 10 мг на литр, однако не более этих рамок. Важно отметить, что вода с высоким показателем жесткости является, как правило, слишком горькой и имеет характерный запах, а также может оказывать патогенное воздействие на пищеварительную систему и желудочно-кишечный тракт, что делает ее непригодной для использования в пищевых или бытовых целях.

Важно сказать, что Всемирная организация здравоохранения проводит множество исследований и до сих пор не может найти единого ответа на вопрос о том, насколько велика патогенность влияния жесткой воды на человеческий организм и полезно ли постоянное использование в пищу только мягкой и фильтрованной воды без примесей солей и кальция. Предварительные исследования говорят о том, что некоторые типы вод с повышенным показателем жесткости могут провоцировать сердечно-сосудистые заболевания, проблемы с суставами и каменные болезни.

Специалисты компании ЭкоТестЭкспресс производят качественную аналитику жесткости воды в зависимости от требуемых целей и особенностей проверки. Связаться с нами, оставить заявку можно в онлайн-форме ниже.

Жесткость воды — MEL Chemistry

Что произошло

Что такое жёсткость воды?

Жёсткость воды – это величина, которая показывает, насколько много в ней содержится растворимых солей кальция и магния (а также железа!). При этом жёсткость воды делят на временную (устранимую) и постоянную. Временную обуславливают гидрокарбонаты кальция и магния (Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2), а постоянную – их сульфаты (CaSO4 и MgSO4) и хлоридов (CaCl2 и MgCl2).

Таким образом, жёсткая вода – это вода, в которой одновременно содержится много солей кальция, магния и железа.

Зачем мы добавляем СаCl2?

Добавляя в воду раствор хлорида кальция CaCl2, мы искусственно увеличиваем её жёсткость. Как уже было сказано выше, CaCl2 обеспечивает постоянную (то есть не устранимую кипячением) жёсткость воды. Первая часть опыта нам наглядно это демонстрирует: при кипячении воды никаких видимых отложений на стенках не образуется.

Что происходит при добавлении NaHCO3?

При добавлении гидрокарбоната натрия NaHCO3 в растворе образуется гидрокарбонат кальция:

2NaHCO3 + СаCl2 ↔ Ca(HCO3)2 + 2NaCl

Именно за счёт образования Ca(HCO3)2 жёсткость нашей воды становится не постоянной, а временной – теперь её можно устранить кипячением.

Что происходит при нагревании воды?

Когда мы греем воду, растворимый гидрокарбонат кальция превращается в труднорастворимый карбонат:

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Белёсый налёт на дне и стенках колбы – это и есть карбонат кальция.

Почему образуется накипь и как её устранить?

Накипь – это нерастворимый карбонат кальция CaCO3, выпавший в процессе термического разложения гидрокарбоната кальция Ca(HCO3)2:

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

И хотя толстый серый нарост совершенно не украшает посуду, в накипи нет ничего страшного. Напротив, она способна устранять излишнюю жёсткость водопроводной воды. К тому же от карбонатного налёта можно легко избавиться в домашних условиях. Например, чайники и кастрюли обычно чистят раствором лимонной кислоты С6H8O7:

3CaCO3 + 2С6H8O7 → Ca3(C6H5O7)2 + 3CO2 + 3H2O

Образующийся в результате цитрат кальция Ca3(C6H5O7)2 достаточно легко растворим в воде.

Узнать больше

Грязно-бежевый цвет накипи свидетельствует о наличии оксида железа Fe2O3. В водопроводной воде этот металл содержится в небольших количествах и присутствует в виде иона Fe2+, но при кипячении он выпадает в осадок.

Интересно, что накипь имеет тот же химический состав, что и природный камень известняк. Из этого минерала иногда состоят целые горы! Как правило, такие массивы славятся обилием пещер, так любимых спелеологами. Лёгкость образования пещер в известняке связана с тем, что даже слабокислые мягкие природные воды растворяют на своём пути карбонаты, образуя причудливые ходы в породе.

Также карбонат кальция является основой обычного мела, которым пишут на школьной доске и рисуют на асфальте. А ещё мел употребляется в качестве пищевой добавки – белого красителя E170.

Не стоит забывать, что карбонат кальция – то самое вещество, которое придает твёрдость яичной скорлупе. В наборе MEL Chemistry «Химия еды» есть эксперимент, в котором карбонат кальция растворяется с помощью столового уксуса (см. опыт «Резиновое яйцо»).

Как сделать воду мягче?

Воду, в которой содержится мало солей кальция и магния, называют мягкой, а процесс устранения жёсткости – умягчением.

Самым простым способом, наглядно демонстрируемым в нашем эксперименте, является кипячение. При нагревании гидрокарбонаты кальция (Ca(HCO3)2) и магния (Mg(HCO3)2) разлагаются:

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2↑ + H2O

MgCO3 + H2O → Mg(OH)2↓ + CO2

Кипячение (термоумягчение) – самый древний способ умягчения воды для бытовых нужд. Конечно, таким способом можно устранить только временную (карбонатную) жёсткость. Постоянная жёсткость никуда не пропадает, и это наглядно демонстрируется в первой части нашего эксперимента: вода, обогащённая хлоридом кальция CaCl2, при кипячении не оставляет осадка.

С кипячением тесно связана дистилляция. В ходе этого процесса испарившаяся при нагревании жидкость снова собирается в капли (конденсируется) на охлаждённой поверхности. Подготовленная таким образом вода называется дистиллятом и совершенно не содержит ионов металлов. Из-за низкой минерализации дистиллированная вода не подходит для питья, т.к. способствует «вымыванию» минеральных веществ из организма. В то же время она широко используется в научной и промышленной сферах.

О более современных способах умягчения воды можно узнать в дополнении.

Узнать больше

Безусловно, кипячение воды – это один из самых простых способов устранения жёсткости. Но такой процесс отличается и существенными недостатками: низкой эффективностью и высокой энергоёмкостью.

Ещё один способ умягчения воды – реагентный. Он заключается в переводе ионов магния и кальция в нерастворимую форму за счёт добавления химических реагентов, например, гидроокиси кальция Ca(OH)2 (известкование воды):

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3 + 2H2O

При известковании воды, как и при кипячении, удаляется только карбонатная жёсткость. Если необходимо более глубокое умягчение воды, то для устранения постоянной (некарбонатной) жёсткости в воду, помимо извести, добавляют соду Na2CO3:

Ca2+ + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2Na+

Mg2+ + Na2CO3 → MgCO3↓ + 2Na+

MgCO3 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCO3

Когда требуется более эффективно удалить из воды ионы кальция и магния, используется «тяжёлая артиллерия» – фосфат натрия Na3PO4:

3Ca2+ + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6Na+

3Mg2+ + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 6Na+

Недостатком фосфатного способа умягчения воды является необходимость точного дозирования реагента.

В промышленности наиболее распространённый способ уменьшения жёсткости – это катионирование воды. При этом вода пропускается через специальный фильтр c наполнителем, который задерживает на себе ионы кальция Ca2+, магния Mg2+, железа Fe2+ и марганца Mn2+. Взамен «захваченных» в раствор поступают ионы калия K+, натрия Na+ или водорода H+. Такой способ позволяет добиться высоких показателей мягкости воды. Его преимуществами являются низкие затраты на химические реагенты и исключение сложных процедур типа отстаивания осадка и его удаления. Кстати, именно таким образом умягчается вода в посудомоечных машинах. Для того чтобы фильтр против жёсткости служил долго, в машину засыпают соль NaCl – это позволяет вытеснить из наполнителя кальций и магний и снова насытить его ионами натрия.

В лабораторных условиях часто используется такой способ водоподготовки, как обратный осмос. Кстати, этот метод нередко применяется и в домашних условиях. При этом вода проходит через мембрану, которая не пропускает соли металлов. Для такой процедуры используют уже предварительно очищенную воду. Мембрана – штука тонкая (в прямом и переносном смысле) и капризная: большие концентрации солей могут её испортить. Этот способ очистки воды является очень дорогим, но при этом быстрым и нетрудоёмким.

Это интересно

Какая вода полезнее: жёсткая или мягкая?

Ответ на этот вопрос очень прост: всё хорошо в меру. Идеальна для повседневного бытового использования вода средней жёсткости, содержащая некоторое количество солей кальция, магния, железа и марганца. Именно в балансе между двумя крайностями и заключается суть любой гармонии.

Жёсткая вода

Для начала давайте рассмотрим, в чём заключается проблема излишней жёсткости воды.

Постоянное употребление питьевой (водопроводной) воды с высоким показателем жёсткости может способствовать образованию камней в почках и мочевом пузыре. Других проверенных данных о потенциальном вреде для здоровья человека от употребления внутрь жёсткой воды медицина не имеет.

При использовании жёсткой воды для умывания и купания часто наблюдается раздражение кожи, особенно у маленьких детей. Также жёсткая вода может доставлять бытовые неудобства, связанные со способностью солей жёсткости (кальциевых и магниевых) образовывать нерастворимые соединения с жирными кислотами, входящими в состав мыла. Это ведёт не только к повышенному расходу мыла (в некоторых регионах мира жёсткость водопроводной воды такова, что до 35 % мыла расходуется на её умягчение и только 65 % – на гигиенические процедуры), но и к осаждению нерастворимых солей (стеаратов) кальция и магния в канализационных системах с образованием «мыльного камня». Большинство современных моющих средств вместо мыла содержат в своём составе синтетические вещества, не реагирующие с солями жёсткости, поэтому «мыльная проблема» жёсткой воды постепенно уходит в прошлое. Зато на смену ей приходит проблема стиральных и посудомоечных машин. Их нагревательные элементы в жёсткой воде постепенно покрываются слоем накипи и выходят из строя.

Если в быту повышенная жёсткость воды – это большое неудобство, то в промышленности – огромная проблема. Даже миллиметровый слой накипи на поверхности оборудования в разы уменьшает эффективность теплообмена. Это не только увеличивает расход энергии на технологический процесс, но и может вывести оборудование из строя. Представьте себе огромный чайник, дно которого постепенно покрывается толстым слоем накипи. Рано или поздно он просто придёт в негодность! А в промышленности нередко используются гораздо более хитрые приборы и установки. Следовательно , как нагревательное оборудование, так и системы охлаждения требуют повышенного внимания к качеству используемой воды.

Технологические процессы, связанные с использованием химикатов, также требуют тщательной водоподготовки. Так, например, окрашивание текстиля возможно только с использованием максимально мягкой воды, поскольку некоторые красители могут образовывать нерастворимые соединения с ионами кальция, магния, марганца и железа. При использовании жёсткой воды провести окрашивание некоторыми красителями очень сложно.

Мягкая вода

Теперь рассмотрим плюсы и минусы мягкой воды.

Постоянное использование для питья такой воды может навредить здоровью зубов и костей, поскольку с питьевой водой мы получаем ощутимое количество минералов. Безусловно, в этом нет большой проблемы, поскольку поступление кальция, магния и марганца в организм можно скорректировать за счёт питания.

В мягкой воде мыло образует пену гораздо эффективнее, чем в жёсткой, но при этом для полного смывания моющего средства требуется намного большее количество жидкости.

Для водопроводных труб излишнее умягчение воды также вредно, поскольку при нагревании вода с низким содержанием солей металлов может понемногу растворять металлические конструкции.

В химической же промышленности обычно используется вода, не просто умягчённая, а дистиллированная. Она не только образцово-мягкая, но и не содержит многих примесей, никак не влияющих на жёсткость, например, сульфатов (SO4)2-, хлоридов Cl, ионов натрия Na+ и калия K+.

Дистиллированная вода: мягче не бывает

Дистиллированная вода – это вода, которая была подвергнута сложной процедуре очистки – дистилляции – и практически не содержит каких-либо примесей.

Очень интересно, что дистиллированная вода может быть переохлаждена ниже точки замерзания и перегрета выше точки кипения!

Дистиллированную воду используют в основном в химических лабораториях и в химической промышленности, когда очень важно, чтобы приготовленный раствор не содержал примесей. Помимо этого, она нашла своё применение в пищевой (при изготовлении некоторых напитков) и автомобильной отрасли (для приготовления электролита в аккумуляторах), а также в медицине и цветной фотопечати.

Существует также и бидистиллят, или бидистиллированная вода – это вода, дважды очищенная методом дистилляции. Она очень близка по своему составу к химически чистой воде.

Можно ли ещё лучше очистить воду? Да, если подвергнуть её обработке гамма-лучами, а затем продуть благородным газом – аргоном Ar.

Важно понимать, что обычная вода содержит множество примесей, пусть даже и незаметных глазу: солей, пылинок, минералов, органических соединений. Идеальная противоположность – химически чистая вода, в составе которой находятся только молекулы воды H2O.

как определить, повысить или снизить

Жесткость воды в аквариуме — одно из важнейших условий создания и функционирования экосистемы аквариума. Без установления нужных показателей содержание живых организмов в резервуаре невозможно. Полученные знания, а также доля терпения позволят добиться в домашних условиях нужной концентрации солей Ca и Mg и любоваться здоровыми рыбками и густой зеленью растений.

Жесткая вода в аквариуме

Общие определения

Грязная и мутная жидкость портит общий вид, но кристально чистая также не всегда бывает полезной. После кислотности вторым по важности параметром является уровень жесткости. Его слишком высокие или низкие значения в первую очередь отразятся на растениях.

Наибольшее значение на уровень оказывают катионы кальция и в меньшей степени магния. Марганец, железо и стронций, представленные в небольшом количестве, при измерении не учитываются.

Жесткость разделяют на 3 вида:

  • Общая (gH). Состоит двух значений приведенных ниже.
  • Некарбонатная. Это постоянная величина уровня растворенных в жидкости хлоридов и сульфатов магния и кальция. Не изменяется при кипячении в домашних условиях. Однако может колебаться в течение 24 часов. Этому способствует наличие растений или время суток.
  • Карбонатная (kH). Концентрация двууглекислых солей (Mg и Ca). При pH больше 8.3 и кипячении они образуют хлопьевидный осадок, оседают кристалликами на стенках емкости и пленку на поверхности воды.

Фото-галерея средств для измерения жесткости воды:

kH — наиболее важна для аквариумистов, это связано сразу с несколькими аспектами:

  • Уровень углекислого газа, который образуется при дыхании рыбок. При высокой kH значение СО2 может достичь критической отметки свыше 30 мг/л, что приведет к гибели обитателей. Однако малая концентрация ниже 15 мг/л не позволит нормально развиваться растениям.
  • Стабилизация pH. Между двумя значениями прямая зависимость.
  • Вода для нереста некоторых видов рыб. Это жидкость с низкой kH и кислотностью в пределах 5.0-7.0.

Нормальные и критические показатели жесткости

От жесткости воды в аквариуме зависит срок жизни обитателей. Соли щелочноземельных металлов магния и кальция, например, влияют на уровень роста, формирование костей рыбьего скелета и ракушек у моллюсков. Также выступают в качестве минерального удобрения для развития растений. В слишком мягкой среде скручиваются листья и отмирают побеги.

За единицу измерения жесткости часто принимают содержание миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в литре воды (мг-экв/л). В аквариумистике для удобства используются немецкие и российские градусы (1 °= 0,36 мг-экв/л).

Степень

Значение
Градусы

мг-экв/л

Мягкая 0-8 0,36- 2.88
Средняя 9-12 3.24-4.32
Довольно жесткая 13-18 4.68-6.48
Жесткая 19-30 6.84-10.8

Нормальная kH находится в интервале 4-8 °. В старых аквариумах показатель со временем опускается ниже этой отметки из-за окисления воды.

Для одних видов нужна мягкая среда, а другие, наоборот, предпочитают повышенные градусы. Это необходимо принимать во внимание в нескольких случаях:

  • При первоначальном формировании аквариума: для улиток предпочтительнее более жесткая, для неоновых рыбок 6-8 °, для гуппи 5-10 °, скалярий 18 °, для папоротников 10-14 °.
  • При полной замене жидкости и пересадке в нее рыбок.
  • Подготовка воды для нереста. Некоторые виды размножаются в любых условиях, для других необходимо предварительно приготовить жидкость.

Для большей части аквариумных рыбок нормой будут значения от 3-15°. Показатель ниже трех говорит о недостатке жесткости.

Мистер Хвост рекомендует: методы определения жесткости

Чтобы узнать значение водопроводной воды, пользуются несколькими способами.

При помощи TDS-метра

Компактный прибор, измеряющий концентрацию солей. Для проверки опустить устройство в жидкость и подождать, результат будет показан в миллиграммах на литр. Срок службы 1-2 года. Однако измерение можно считать относительным, так как, помимо кальция и магния, итоговое число будет содержать и незначительное количество примесей других веществ.

Полоски с нанесенными на них реагентами

Их можно приобрести в магазине. Для определения жесткости нужно опустить лакмусовую бумажку в воду и дождаться изменения цвета. После соотнести полученный результат с предложенной в инструкции таблицей. Способ простой и доступный и может быть выполнен прямо в аквариуме. Но единицы измерения придется переводить из зарубежных в российские градусы.

Капельные тесты

Продаются в зоомагазинах. Для проверки: набрать 5 мл воды и добавить химический реактив из пузырька. Далее цвет жидкости изменится от красного до зеленого. После прохождения реакции количество капель реагента будет равно немецким градусам.

Химический реагент Трилон “Б”

Этот метод считается самым точным, минусами являются сложность и длительность проведения опыта. В воду, взятую из аквариума, добавляют буферную смесь, химический реагент и специальный индикатор. При прохождении реакции цвет раствора меняется от вишневого до сине-зеленого.

С помощью хозяйственного мыла

Считается самым доступным способом. Необходимы: 1 гр. измельченного мыла (60 или 72 %) и нагретая дистиллированная вода. Из них делается раствор и добавляется в банку, куда налито 0.5 л водопроводной воды. После появления шапки из пены — сигнала, что соли в жидкости связаны, — остаток мыльного раствора измеряется линейкой. Это значение отнимается от первоначального количества. Каждый сантиметр, полученный при вычитании, равен 2 градусам жесткости. Результат узнают из таблицы.

Иногда случается так, что раствор полностью вылит в банку, а образования пены не произошло, в этом случае принято считать, что жесткость выше 12°. жидкость нужно разбавить дистиллированной водой в 2 раза и повторить все действия, получившуюся в результате цифру умножить на два. Погрешность способа составляет 1-2 °.

Среднее значение воды из крана равно 20 °, это высший допустимый предел для многих видов рыб.

Как повысить жесткость воды в аквариуме

Если проведенные тесты выявили значения, не соответствующие требуемым, можно отрегулировать жесткость до нужного показателя. Однако не должно быть резкой смены значений, это может стать причиной стресса у рыб.

Если нужно повысить уровень жесткости, применяются следующие способы:

  • Добавить нижний слой кипяченной жидкости богатый солями.
  • Смешать воду с более жесткой.
  • Засыпать коралловую или доломитовую крошку в аквариумный фильтр.
  • Положить на дно мрамор, известняк, содержащие карбонат кальция или цветное стекло. Можно растворить кусочки мела, увеличив уровень на 2-4 °. Недостаток способа — сложность контроля над жесткостью. Лучше пропускать жидкость через фильтр с добавлением мраморной крошки.
  • Декорировать дно аквариума раковинами.
  • Внести карбонат кальция 2 ч. л. на 50 л.
  • Использовать растворенную соду, 1 ч. л. на 50 л, или 0.2-5 г на литр. Этот способ подходит для воды с показателем не менее 8 °.
  • Добавить 10 % раствор хлористого кальция и сульфат магния: развести 50 г, получив объем 750 мл. Использовать каждый по 1 мг на литр.
  • Влить 1 мл 25 % магнезии на 1 л воды.

Практически все перечисленные способы изменяют показатель жесткости на 4 °.

Как снизить жесткость воды в аквариуме

Когда уровень жесткости высокий, он нуждается в понижении. Это сделать несколько сложнее, для смягчения помогут следующие действия:

  • Добавить дистиллированной жидкости. После смешения нужно дополнительное обогащение аквариума кислородом и реминерализирующими солями.
  • Влить талой или дождевой воды, которые снижают число градусов жесткости. Однако нужна осторожность из-за возможного наличия вредных примесей. Для обеззараживания среды следует добавлять специальный кондиционер.
  • Довести воду до кипячения, остудить, отстоять в течение 24 часов. Влить в резервуар только верхнюю часть.
  • Для уменьшения жесткости использовать торф, всыпав его в фильтр, предварительно обеззаразив кипячением или прокаливанием. Жидкость отстаивают и вне аквариума, поместив в нее торфяную таблетку в мешочке на 4-5 дней.
  • Вымораживать в мелкой емкости. После замерзания растопить лед и добавить в аквариум.
  • Еще один способ понижения — фильтрация, например, через обратный осмос.
  • Высадить такие растения, как эгропила, роголистник, наяс или элодея.

Выбирая растения, улиток, ракообразных или рыбок для своего аквариума новичок и даже любитель не должны забывать о параметрах жесткости. И суметь измерить и скорректировать, в домашних условиях, показатели водопроводной воды.

Жесткая вода в аквариуме

Жесткость воды. Как определить в домашних условиях жесткость воды? Способы, рекомендации и отзывы

По телевизору то и дело мелькают сообщения о свойствах жесткой воды и ее вреде не только для бытовой техники, но и организма в целом. Что же это за вода и почему ее называют жесткой? Если удариться в научные факты и прибегнуть к помощи специальной литературы, то станет понятно, что степень жесткости определяют ионы кальция и магния. Чем их меньше, тем мягче и полезнее вода. И здесь справедливо встает вопрос о том, как определить жесткость воды в домашних условиях.

Зачем это нужно

Прежде чем решить поставленную задачу, необходимо разобраться, а нужно ли вообще знать, что такое жесткость воды, как определить в домашних условиях ее степень и что необходимо делать в случае ее превышения.

жесткость воды как определить в домашних условияхНесомненно, каждый принимает решение самостоятельно, однако достаточно посмотреть на последствия применения излишне жесткой воды, и все сразу встает на свои места.

К чему приводит жесткая вода

Ежегодно бытовая техника страдает от накипи, образовавшейся в результате избытка солей в воде, а это значит, ее эффективность снижается в среднем на 20 %.

как определить жесткость воды в домашних условияхИз-за скопившегося известкового налета отопительные приборы испытывают трудности в теплоотдаче. Начинают расти затраты на электроэнергию.

Требуется большее количество чистящих средств, в связи с замедлением процесса пенообразования и утраты эффективности удаления загрязнений.

Вступая в связь с моющими веществами шампуней и гелей для душа, жесткая вода образует невидимую пленку на теле, способную вызвать раздражение и сухость.

В связи с вышеизложенным, определение жесткости воды в домашних условиях становится не просто интересным занятием, а одним из действий на пути к здоровью.

Немного истории

Знаете ли вы, почему воду принято называть жесткой или мягкой? Такое понятие пошло еще с давних времен, когда для стирки использовалось мыло, содержащее жирные кислоты. Вступая в связь с тканью, они делали ее жесткой на ощупь. Другой версией является способность участия волокон в ионообменных процессах. Взаимодействуя с водой, они дают эффект жесткой ткани.

Так как определить жесткость воды в домашних условиях?

Способы

1. Самым простым и быстрым способом проверки, по мнению хозяек, является обычный чай. Достаточно заварить листовой чай, дать ему время настояться и спустя несколько минут посмотреть на его оттенок. Если вода жесткая, он будет мутным и темным. В мягкой воде чай приобретает персиковый цвет.

Также можно сравнить вес воды. Жесткая вода более тяжелая. Но для таких экспериментов потребуются высокоточные весы. Обычные вряд ли покажут ту едва уловимую разницу в весе.

2. Моющие средства тоже могут помочь узнать жесткость воды. Как определить в домашних условиях эту величину при помощи подручных средств? Очень просто! Всего-то понадобится намылить руки.

как узнать жесткость воды в домашних условиях

Мыло моментально пенится? Отлично, значит, содержание солей в воде минимально. А вот если пенообразование затягивается, значит, стоит задуматься о качестве воды.

3. Кстати, мыло станет помощником в определении степени жесткости, если его покрошить в воду. Нерастворенные частицы будут свидетельствовать об избыточном содержании кальция и магния.

А еще как измерить жесткость воды в домашних условиях? Среди отзывов о проверке качества воды можно встретить и указанный выше способ, позволяющий определить ее не хуже специального прибора. Правда, придется его немного усложнить и произвести некоторые вычисления.

Итак, нам понадобится хозяйственное 72 % мыло, очищенная бутилированная и обычная вода из-под крана.

Находим у мыла поперечный разрез и с него собираем стружку. Нам понадобится всего 1 грамм. Подогреваем дистиллированную воду (около десяти мл) и добавляем в нее мыльную стружку. После этого наполняем любой удобный сосуд обычной водой. Пол-литра будет достаточно. Берем шприц и добавляем по 1 мл мыльной воды в сосуд с чистой водой, не забывая каждый раз их размешивать. Прекратить данную манипуляцию нужно после появления устойчивых мыльных пузырей.

Теперь отвечаем на вопрос о том, как узнать жесткость воды в домашних условиях. Определите, сколько мл мыльного раствора было потрачено. Полученные данные умножьте на 2. Результат будет равняться степени жесткости.

4. Обратите внимание, как часто образуется накипь на чайнике. Чем чаще это происходит, тем больше в составе воды солей, а также кальция и магния, которые способствуют образованию налета.

5. Замечали ли вы, что брызги на стекле, высыхая, оставляют белые следы?

определение жесткости воды в домашних условияхЭто служит еще одним подтверждением жесткости воды.

6. Отличным помощником в решении этой задачи станет обыкновенная марганцовка. Контактируя с солями жесткости, марганцовка приобретает желтый оттенок. Если такого не произошло, с водой все в порядке.

7. Можно воспользоваться специальным тестом, идентифицирующим жесткость воды.

как измерить жесткость воды в домашних условияхКак определить в домашних условиях результат, подскажет индивидуальная инструкция. Зачастую достаточно опустить тестер в воду, подождать несколько секунд и наблюдать за изменением окрашивающейся полоски.

Как смягчить воду

Итак, способов узнать, насколько жесткая вода, довольно много. Если вы обнаружили, что качество воды вас не устраивает, то воспользуйтесь некоторыми советами.

1. Самый известный метод, которым пользуются все, не задумываясь об истинном предназначении, это кипячение воды. Достаточно прокипятить воду в течение часа, а затем дать ей остыть, как на дне образуется осадок. В дальнейшем убрать его можно путем процеживания. Конечно, таким способом избавиться от солей не удастся, а вот немного смягчить воду представится возможным.

2. Нейтрализовать соль можно щелочью, которая содержится в соде. ¼ чайной ложки на стакан воды — и степень жесткости заметно уменьшена. Многие проверили это на практике!

3. Щелочь можно заменить миндальными отрубями. Они являются конечным продуктом переработки семян миндаля. Столовой ложки на стакан воды вполне хватит.

4. Наиболее простым вариантом является покупка специального фильтра. Однако исследование мнений пользователей на основе отзывов показало, что эффективности в использовании фильтров не наблюдается. Более того, необходимо постоянно следить за системой очистки воды и периодически менять некоторые элементы. Зачастую своевременно это сделать не представляется возможным, и вредные вещества снова оказываются в воде.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое жесткость воды, как определить в домашних условиях ее степень и смягчить при помощи подручных средств. Несомненно, в вопросах качества питьевой воды стоит довериться профессиональным разработкам: специальным полоскам или измерительным устройствам, показывающим количество жестких солей. Однако если такая возможность не представляется, то решить проблему можно самостоятельно, не выходя из дома.

Объяснение жесткости воды | Cropaia

Жесткость воды определяется как сумма ионов двухвалентных металлов в воде. Основными факторами жесткости воды являются кальций и магний. Дополнительные факторы, влияющие на жесткость воды, включают железо (Fe 2+ ), стронций (Sr 2+ ), цинк (Zn 2+ ), марганец (Mn 2+ ) и другие ионы. Однако их концентрации обычно значительно ниже, чем концентрации кальция и магния.

В большинстве случаев сумма кальция и магния в воде дает адекватный показатель жесткости.

КАК ВЛИЯНИЕ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ?

Кроме того, кальций и магний реагируют с мылом с образованием мыльной пены. Жесткая вода увеличивает расход мыла, так как мыло не пенится.

Имеет ли жесткость воды положительное влияние?

Да, в надлежащих концентрациях кальций и магний положительно влияют на здоровье человека, а также на растения.Оба они являются важными питательными веществами, и их недостаток может вызвать проблемы со здоровьем, поэтому питьевая вода и вода для орошения имеют определенный уровень жесткости.

ВРЕМЕННАЯ ЖЕСТКОСТЬ VS. ПОСТОЯННАЯ ТВЕРДОСТЬ

Существует два типа твердости — временная твердость и постоянная твердость.

Временная твердость — также называемая «карбонатной жесткостью». Этот тип жесткости относится к карбонатам и бикарбонатам кальция и магния в воде.Нагревание воды или реакция на нее с известью устраняют эту жесткость. CO2 выделяется в виде газа, и образуются осадки нерастворимого карбоната кальция и / или гидроксида магния.

Ca (HCO 3 ) 2 -> CaCO 3 ↓ + CO 2 ↑ + H 2 O.

Mg (HCO 3 ) 2 -> Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2

Постоянная твердость , также называемая «негарбонатная жесткость»; жесткость из-за присутствия сульфатов, хлоридов и нитратов кальция или магния.Например, сульфат кальция, хлорид магния и т. Д.

Удаление постоянной жесткости производится с помощью извести или извести с кальцинированной содой, в зависимости от химического состава воды.

Узнать больше

В КАКИХ ЕДИНИЦАХ ВЫРАЖАЕТСЯ ЖЕСТКОСТЬ?

Наиболее распространенной единицей измерения уровня жесткости воды является «мг / л как CaCO 3 ».

Концентрации кальция и магния выражены в эквиваленте CaCO 3 .

Следующую формулу можно использовать для расчета жесткости, если известны концентрации кальция и магния в воде:

Жесткость воды = 2,5Ca + 4,1Mg

Где кальций и магний измеряются в ppm (1ppm = 1 мг / л).

Например, вода с содержанием 50 ppm Ca и 15 ppm магния будет иметь жесткость:

2,5 × 50 + 4,1 × 15 = 186,5 мг / л CaCO 3

Дополнительные единицы включают:

dGH — ‘ «Степени общей твердости» или «Немецкие градусы».

1 dGH = 17,484 мг / л CaCO 3

Зерна на галлон: 1 г / л = 17,1 мг / л CaCO 3

Французские градусы ⁰ f H:

1 Французские градусы = 10 мг / л CaCO 3

Классификация уровней жесткости воды:

9132 901 900 60 мг / л

Жесткость в мг / л CaCO3
Уровень жесткости

Мягкий

60–120 мг / л

Среднетвердый

120–180 мг / л 900

Жесткий

> 180 мг / л

Очень жесткий

,

жесткая вода

Жесткая вода — это вода с высоким содержанием минералов (в отличие от мягкой воды ). Жесткая вода обычно состоит из ионов кальция (Ca 2+ ), магния (Mg 2+ ) и, возможно, других растворенных соединений, таких как бикарбонаты и сульфаты. Кальций обычно попадает в воду в виде карбоната кальция (CaCO 3 ) в форме известняка и мела или сульфата кальция (CaSO 4 ) в виде других минеральных отложений.Преобладающим источником магния является доломит (CaMg (CO 3 ) 2 ). Жесткая вода, как правило, не вредна.

Самый простой способ определить жесткость воды — это испытание на образование пены / пены: мыло или зубная паста при взбалтывании легко пенится в мягкой воде, но не в жесткой воде. Более точные измерения твердости можно получить путем влажного титрования. Общая «жесткость» воды (включая ионы Ca 2+ и Mg 2+ ) читается как доли на миллион или масса / объем (мг / л) карбоната кальция (CaCO 3 ) в воде.Хотя жесткость воды обычно измеряет только общие концентрации кальция и магния (двух наиболее распространенных ионов двухвалентных металлов), железо, алюминий и марганец также могут присутствовать в повышенных концентрациях в некоторых географических регионах.

Дополнительные рекомендуемые знания

Твердость

Жесткость воды определяется как наличие многовалентных катионов.Жесткость воды может привести к образованию чешуек и устойчивости к мылу. Его также можно определить как воду, которая не образует пену с мыльными растворами, но дает белый осадок (пену).
Пример :

2C 17 H 35 COONa + Ca ++ → (C 17 H 35 COO) 2 Ca + 2Na +

Типы жесткой воды

Жесткая вода классифицируется по ионам, содержащимся в воде. Также проводится различие между «временной» и «постоянной» жесткой водой.

Временная жесткость вызвана сочетанием в воде ионов кальция и ионов бикарбоната. Его можно удалить кипячением воды или добавлением извести (гидроксида кальция). Кипячение способствует образованию карбоната из бикарбоната и осаждению карбоната кальция из раствора, оставляя воду, которая становится более мягкой при охлаждении.

Ниже приведена равновесная реакция, когда карбонат кальция (CaCO 3 ) растворяется в воде:

При нагревании меньше CO 2 может растворяться в воде (см. Растворимость).Поскольку вокруг не хватает CO 2 , реакция не может протекать слева направо, и поэтому CaCO 3 не будет растворяться так быстро. Вместо этого реакция перемещается влево (т.е. продукты превращаются в реагенты) для восстановления равновесия, и образуется твердый CaCO 3 . Кипячение воды снижает жесткость до тех пор, пока твердый осадок CaCO 3 удаляется. После охлаждения, если пройдет достаточно времени, вода заберет CO 2 из воздуха, и реакция снова будет идти слева направо, позволяя CaCO 3 «повторно раствориться» в воде.

Для получения дополнительной информации о растворимости карбоната кальция в воде и о том, как на нее влияет атмосферный углекислый газ, см. Карбонат кальция.

Постоянная твердость — это твердость (содержание минералов), которую невозможно удалить кипячением. Обычно это вызвано присутствием в воде сульфатов и / или хлоридов кальция и магния, которые становятся более растворимыми при повышении температуры. Несмотря на название, стойкую жесткость можно удалить с помощью смягчителя воды или ионообменной колонки.

Жесткая вода вызывает образование накипи — минеральных отложений, образовавшихся после испарения жесткой воды. Это явление также известно как известковый налет. Накипь может забить трубы, испортить водонагреватели, покрыть внутреннюю поверхность чайников и кофейников и сократить срок службы смывных устройств.

Точно так же нерастворимые остатки соли, которые остаются в волосах после мытья шампунем жесткой водой, делают волосы более грубыми и их труднее распутать. [1]

В промышленных условиях необходимо постоянно контролировать жесткость воды, чтобы избежать дорогостоящих поломок котлов, градирен и другого оборудования, контактирующего с водой.Твердость контролируется добавлением химикатов и крупномасштабным умягчением цеолитом и ионообменными смолами.

Измерение

Уровень жесткости воды можно измерить, получив набор для проверки бесплатной воды. Они поставляются большинством компаний по умягчению воды. Есть несколько различных шкал, используемых для описания жесткости воды в разных контекстах.

  • ммоль / л (миллимоль на литр)
  • мг / л эквивалента карбоната кальция
  • гран / галлон (gpg)
    1 гр / U.S. gal = 17,11 мг / л
  • Частей на миллион вес / объем (ppm w / v или ppm m / v )
  • Различные устаревшие «степени»:
    • градусы Кларка (° Кларк) / английские градусы (° E)
      — преобразование в мг / л кальция: разделить на 0,175
      Один градус Кларка соответствует одному зерну карбоната кальция в одном британском галлоне воды, что эквивалентно 14,28 частям карбонат кальция в 1000000 частей воды.
    • Deutsche Härte (немецкая жесткость) (° dH)
      — преобразование в мг / л кальция: разделить на 0.14
      Один градус по немецкому языку соответствует одной части оксида кальция на 100 000 частей воды.
    • Французский градус (° f) (общий символ с градусом Фаренгейта, но строчными буквами)
      — преобразование в мг / л кальция: разделить на 0,25
      Один французский градус соответствует одной части карбоната кальция в 100 000 частей воды.
    • Американские градусы
      Один американский градус соответствует одной части карбоната кальция в 1000000 частей воды (1 мг / л или 1 ppm)
    • Степень общей жесткости (dGH)
      Одна степень общей жесткости соответствует 10 мг оксида кальция или оксида магния на литр воды

Поскольку именно точная смесь минералов, растворенных в воде, вместе с pH и температурой воды определяет поведение жесткости, шкала с одним числом не может адекватно описать жесткость.Описание твердости примерно соответствует диапазонам концентраций минералов:

  • Мягкий: 0-20 мг / л кальция
  • Умеренно мягкий: 20-40 мг / л кальция
  • Легко твердый: 40-60 мг / л кальция
  • Умеренно твердый: 60-80 мг / л кальция
  • Твердый: 80 — 120 мг / л кальция
  • Очень твердая> 120 мг / л кальция

Индексы

Несколько индексов используются для описания поведения карбоната кальция в воде, нефти или газовых смесях. [2]

  • Индекс насыщенности Ланжелье (LSI)

Индекс насыщенности Ланжелье (иногда Индекс стабильности Ланжелье) — это расчетное число, используемое для прогнозирования стабильности воды в отношении карбоната кальция. Он указывает, будет ли вода осаждаться, растворяться или находиться в равновесии с карбонатом кальция. Ланжелье разработал метод прогнозирования pH, при котором вода насыщается карбонатом кальция (так называемый pH). LSI выражается как разница между фактическим pH системы и pH насыщения.

LSI = pH — pHs

Если фактический pH воды ниже расчетного pH насыщения, LSI отрицательный, и вода имеет очень ограниченный потенциал масштабирования. Если фактический pH превышает pH, LSI положительный и, будучи перенасыщенным CaCO3, вода имеет тенденцию к образованию накипи. При увеличении положительных значений индекса потенциал масштабирования увеличивается.

  • Индекс стабильности Райзнара (RSI)

Индекс стабильности Райзнара (RSI) использует базу данных измерений толщины накипи в муниципальных системах водоснабжения для прогнозирования влияния химического состава воды.

  • Масштабный индекс Пукориуса (PSI)

Масштабный индекс Пукориуса (PSI) использует несколько иные параметры для количественной оценки взаимосвязи между состоянием насыщения воды и количеством отложений извести.

Другие индексы включают индекс Ларсона-Скольда [3] , индекс Стиффа-Дэвиса [4] и индекс Оддо-Томсона [5] .

Соображения относительно здоровья

Всемирная организация здравоохранения заявляет: «Нет никаких убедительных доказательств того, что жесткость воды оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека.» [6]

Некоторые исследования показали слабую обратную зависимость между жесткостью воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями у мужчин, вплоть до уровня 170 мг карбоната кальция на литр воды. Всемирная организация здравоохранения рассмотрела доказательства и пришла к выводу, что данных было недостаточно для рекомендации по уровню жесткости. [6]

В обзоре Франтишека Кожишка, доктора медицины, доктора философии Национального института общественного здравоохранения, Чешская Республика, есть хороший обзор этой темы , и, в отличие от ВОЗ, устанавливает некоторые рекомендации для максимального и минимального уровней кальция (40-80 мг / л) и магния (20-30 мг / л) в питьевой воде, а также общей жесткости, выраженной как сумма кальция и концентрации магния 2-4 ммоль / л. [7]

Другие исследования показали слабую корреляцию между здоровьем сердечно-сосудистой системы и жесткостью воды. [8] [9] [10]

Очень мягкая вода может вызвать коррозию металлических труб, по которым она переносится, и в результате вода может содержать повышенные уровни кадмия, меди, свинца и цинка [ 6] .

Умягчение

Часто бывает желательно смягчить жесткую воду, так как она не образует пены с мылом. Мыло тратится впустую, пытаясь образовать пену, и при этом образуется пена.Жесткую воду можно обрабатывать, чтобы уменьшить эффект накипи и сделать ее более подходящей для стирки и купания.

Процесс

Умягчитель воды работает по принципу катионного или ионного обмена, при котором ионы минералов жесткости обмениваются на ионы натрия или калия, эффективно снижая концентрацию минералов жесткости до допустимого уровня. [11]

Самый экономичный способ смягчить бытовую воду — использовать ионообменный смягчитель воды.В данном устройстве используется хлорид натрия (поваренная соль) для перезарядки шариков из ионообменных смол, которые обменивают ионы минералов жесткости на ионы натрия. Также можно использовать искусственные или натуральные цеолиты. Когда жесткая вода проходит через гранулы и вокруг них, ионы минералов жесткости преимущественно поглощаются, вытесняя ионы натрия. Этот процесс называется ионным обменом. Когда в шарике или цеолите натрия остается низкая концентрация ионов натрия, он истощается и больше не может смягчать воду. Смола пополняется промывкой (часто назад — промывка) соленой водой.Высокая избыточная концентрация ионов натрия изменяет равновесие между ионами в растворе и ионами, удерживаемыми на поверхности смолы, что приводит к замене минеральных ионов жесткости на смоле или цеолите ионами натрия. Полученный раствор соленой воды и минеральных ионов затем смывается, и смола готова для повторного запуска процесса. Этот цикл можно повторять много раз.

В некоторых промышленных процессах умягчения используется тот же метод, но в гораздо большем масштабе.Эти методы создают огромное количество соленой воды, очистка и утилизация которой требует больших затрат.

Временную жесткость, вызванную ионами гидрокарбоната (или бикарбоната), можно удалить кипячением. Например, гидрокарбонат кальция, часто присутствующий во временной жесткой воде, кипятят в чайнике, чтобы уменьшить жесткость. При этом на внутренней стороне чайника образуется накипь, известная как «обшивка чайников». Эта чешуя состоит из карбоната кальция.

Ca (HCO 3 ) 2 → CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

Твердость также можно уменьшить с помощью кальцинированной извести.Этот процесс, разработанный Томасом Кларком в 1841 году, включает добавление гашеной извести (гидроксид кальция — Ca (OH) 2 ) в источник жесткой воды для преобразования гидрокарбонатной жесткости в карбонат, который осаждается и может быть удален фильтрацией. :

Ca (HCO 3 ) 2 + Ca (OH) 2 → 2CaCO 3 + 2H 2 O

Добавление карбоната натрия также постоянно смягчает жесткую воду, содержащую сульфат кальция, поскольку ионы кальция образуют карбонат кальция, который выпадает в осадок, и сульфат натрия, который является растворимым.Образовавшийся карбонат кальция опускается на дно. Сульфат натрия не влияет на жесткость воды.

Na 2 CO 3 + CaSO 4 → Na 2 SO 4 + CaCO 3

Почему моя кожа становится скользкой после мытья в смягченной воде, в отличие от жесткой воды?

Некоторая путаница может возникнуть после первого знакомства с мягкой водой. Жесткая вода плохо пенится с мылом и оставляет ощущение «не очень чистой».Мягкая вода пенится лучше, чем жесткая, но оставляет на коже ощущение «скользкости» после использования с мылом. Например, один производитель смягчителей воды утверждает, что «ощущение скользкости» после душа в мягкой воде происходит из-за «более чистой кожи» и отсутствия мыльной пены, «вызывающей трение».

Однако химическое объяснение состоит в том, что умягченная вода из-за содержания натрия имеет гораздо меньшую способность соединяться с мыльной пленкой на вашем теле, и поэтому ее гораздо труднее смыть. [12] Решения должны использовать меньше мыла или синтетического жидкого мыла для тела.

Региональная информация

Жесткая вода в Австралии

Анализ жесткости воды в крупных городах Австралии, проведенный Австралийской ассоциацией водных ресурсов, показывает диапазон от очень мягкой (Мельбурн) до очень жесткой (Аделаида).
Общие уровни жесткости карбоната кальция в мг / л составляют:
Канберра: 40 [13] ; Мельбурн: 10–26 [14] ;
Сидней: 39,4–60,1 [15] ;
Перт: 29 — 226 [16] ;
Брисбен: 100 [17] ;
Аделаида: 134–148 [18] ;
Хобарт: 5.8 — 34,4 [19] ;
Дарвин: 31 [20] .

Жесткая вода в Канаде

Провинции прерий (в основном Саскачеван и Манитоба) содержат большое количество кальция и магния, часто в виде доломита, которые легко растворяются в грунтовых водах, содержащих высокие концентрации захваченного углекислого газа из последнего оледенения. В этих частях Канады общая жесткость в мг / л эквивалента карбоната кальция часто превышает 200 мг / л, если грунтовые воды являются единственным источником питьевой воды.

Вот некоторые типичные значения: Калгари 165 мг / л, Саскатун [21] Ванкувер [ требуется ], Шарлоттаун PEI 140 — 150 мг / л. [22]

Жесткая вода в Англии и Уэльсе

Информация Британской инспекции питьевой воды показывает, что питьевая вода в Англии обычно считается «очень жесткой», при этом в большинстве районов Англии, особенно на Востоке, содержание карбонатного эквивалента кальция превышает 200 мг / л. Уэльс, Девон, Корнуолл и некоторые районы Северо-Западной Англии являются районами с более мягкой водой и колеблются от 0 до 200 мг / л [ цитата необходима ] .В пивоваренной промышленности Англии и Уэльса воду часто намеренно отверждают гипсом в процессе бертонизации.

Жесткая вода в США

По данным Геологической службы США, 89,3% домов в США имеют жесткую воду. Самые мягкие воды встречаются в регионах Новой Англии, Южной Атлантики, Тихоокеанского Северо-Запада и Гавайев. Умеренно жесткие воды распространены во многих реках регионов Теннесси, Великих озер, Тихоокеанского Северо-Запада и Аляски. Briggs, J.C., and Ficke, J.F .; Качество рек США, 1975 водный год — на основе Национальной сети учета качества водотоков (NASQAN) : Отчет геологической службы США в открытом доступе 78-200, 436 стр. (1977)

.

Жесткость воды | Grundfos

Жесткую воду можно классифицировать по ионам, содержащимся в воде. Жесткость воды определяется как наличие многовалентных катионов.

В 1960-х годах ученый Крис Гилби обнаружил, что жесткую воду можно классифицировать по содержащимся в ней ионам. Жесткость воды определяется как наличие многовалентных катионов.

Жесткость обычно указывается в Deutsche Härte (° dH) или в немецком переводе жесткости в мг / л кальция: разделить на 0.14. Один градус по немецкому языку соответствует одной части оксида кальция на 100 000 частей воды.
Также проводится различие между «временной» и «постоянной» жесткой водой.

Временная жесткость
Временная жесткость вызывается комбинацией ионов кальция и ионов бикарбоната в воде. Его можно удалить кипячением воды или добавлением извести (гидроксида кальция). Кипячение способствует образованию карбоната из бикарбоната и осаждению карбоната кальция из раствора, оставляя воду, которая становится более мягкой при охлаждении.Ниже приведена равновесная реакция при растворении карбоната кальция (CaCO3) в воде:
CaCO3 (s) + h3CO3 (водн.) ⇋ Ca2 + (водн.) + 2HCO3- (водн.)

Постоянная твердость
Постоянная твердость — это твердость (содержание минералов), которую невозможно удалить кипячением. Обычно это вызвано присутствием в воде сульфатов и / или хлоридов кальция и магния, которые становятся более растворимыми при повышении температуры.

Общая твердость
Общая твердость соответствует сумме постоянной и временной твердости.Поскольку именно точная смесь минералов, растворенных в воде, вместе с pH и температурой воды определяет поведение жесткости, шкала с одним числом не может адекватно описать жесткость. Описание твердости примерно соответствует диапазону концентраций минералов:

Класс твердости Общая жесткость (ºdH) Ca² + + Mg² + мег / л
Очень мягкий
Мягкий
Слегка жесткий
Жесткий
Очень жесткий
0-4
4-8
8-18
18-30
> 30
0-1,4
1,4-2,8
2,8-6,4
6,4-11
> 11

.

Мягкий, жесткий, щелочной, кислотный: преимущества / опасности

pH питьевой воды

Вода с pH 7 является нейтральной (например, дистиллированная вода), ниже pH 7 — кислая, а выше pH 7 — щелочная. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) установило максимальный вторичный уровень загрязнения (SMCL) для pH питьевой воды в пределах 6,5-8,5 [1] ; нет никаких известных преимуществ или опасностей питьевой воды с pH в этом диапазоне.

Кислая вода

Кислая вода (pH <6) может вымывать токсичные металлы, такие как свинец и медь, из труб и вызывать металлический или горький привкус во рту [2] .

Газированная вода pH 3-4 [3] . Газированная вода может вызвать кратковременное вздутие живота у некоторых людей, но кроме этого у нее нет известных побочных эффектов; он не увеличивает риск язвы желудка, камней в почках [4] или остеопороза [6] . Он также не имеет особой пользы для здоровья. Газирование не делает воду стерильной на 100%, но убивает множество бактерий, поэтому ее можно пить безопасно для путешественников в районах с повышенным риском пищевого отравления [5] .

Окружающая дождевая вода обычно кислая из-за растворенного углекислого газа (CO 2 ), сульфатов и нитратов из воздуха, а ее pH может достигать 4-5,5 [7] . PH собранной дождевой воды может колебаться от 5,5 до 8,7, в зависимости от материала крыши или резервуара [176] .

Щелочная вода

Щелочная вода при pH> 8 может иметь вкус соды.

Большинство водопроводной воды имеет pH в пределах 6.5 и 8.5 [18] , но некоторые муниципальные поставщики воды могут повышать pH воды до 9 для предотвращения коррозии водопровода [174] . Жесткая вода, с высоким содержанием кальция и / или магния, обычно более щелочная, чем мягкая вода.

Кажется, нет убедительных доказательств пользы или опасности употребления щелочной воды для здоровья [8] .

Питьевая вода может быть произведена:

  • дополнительно щелочной путем добавления пищевой соды, кальцинированной соды, карбоната калия, гидроксида натрия, кальцита или извести или карбоната кальция или оксида магния
  • более кислая с добавлением белого уксуса или уксусной, лимонной, азотной, соляной, серной или фосфорной кислоты [10] .

Жесткость питьевой воды

Вода с высоким содержанием кальция и / или магния считается жесткой, а вода с низким содержанием — мягкой. Жесткость воды определяется уровнем карбоната кальция в воде (в миллиграммах на литр) [11] :

  • Мягкий = 0-60 мг CaCO 3 / л
  • Умеренно твердый = 61-120 мг CaCO 3 / л
  • Твердый = 121-180 мг CaCO 3 / л
  • Очень твердая > 180 мг CaCO 3 / л
  • Карта жесткости воды в США

Преимущества и опасность жесткой воды

Магний обычно влияет на жесткость воды не более 10%. [12] .Согласно некоторым обзорам исследований, жесткость воды не считается ни вредной, ни полезной для здоровья [12,15] . Неясно, увеличивает ли жесткая вода риск образования камней в почках [15] . Минеральные воды с очень высоким содержанием магния могут иметь легкое слабительное действие и могут помочь некоторым людям облегчить запор [16] .

Питьевая вода содержит относительно небольшое количество кальция и магния: два литра жесткой воды содержат около 120 мг кальция (Рекомендуемая суточная доза (RDA) для кальция составляет 1000 мг / день [13] ) и до 52 мг магния (RDA для магния составляет 400 мг / день [14] ).

Мошенничество с водой

Ионизированная щелочная вода

Нет устройств («ионизаторов воды»), которые могли бы сделать питьевую воду ионизированной или значительно щелочной путем электролиза. Щелочность воды зависит от растворенных минералов, в основном кальция и магния, а не от электрического тока, подаваемого на воду. Когда вы глотаете щелочную воду, она нейтрализуется желудочной кислотой. Кроме того, в тонком кишечнике кислая или щелочная вода становится щелочной из-за присутствия щелочного панкреатического сока.Вопреки ложным утверждениям, щелочная вода является не антиоксидантом, а окислителем. Польза для здоровья естественной щелочной (жесткой) воды не доказана. Щелочная вода может немного снизить кислотность желудка, но, похоже, недостаточно исследований, которые подтвердили бы благотворное влияние щелочной воды на гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь (ГЭРБ). Щелочная вода также не лечит ацидоз (низкий pH крови). PH крови не может быть изменен щелочной диетой, но путем удаления избыточных кислот или щелочей дыханием и мочой.

Артикул: [9,17]

Кислая вода (h40)

Некоторые производители продают «кислую воду». Но газированная и дождевая вода тоже кислая. Кислая вода не может лечить алкалоз (высокий pH крови). Польза кислой воды [17] для здоровья не известна.

Вода, богатая водородом

Некоторые производители продают «воду, богатую водородом» или «восстановленную воду» с добавлением «активного водорода», например «вода, связанная водородом H 4 [17] .Добавленный водород может храниться в воде только под давлением, как CO2 в газированной воде. Большая часть h3 будет удалена из «воды с водородными связями» быстро после открытия бутылки, хотя [17] .

Кислородная вода

Так же, как и с водородом, большая часть добавленного кислорода удаляется из воды, как только вы открываете бутылку. Вы получаете кислород, дыша. О пользе для здоровья насыщенной кислородом воды [17] не известно.

Энергетическая вода

Нет никаких научных доказательств того, что полезная энергия любого вида может быть добавлена ​​к чистой воде [17] .

Ссылки

  1. 2013, Вторичные правила питьевой воды: Руководство по вредным химическим веществам Агентство по охране окружающей среды США
  2. Oram B, Проблемы с питьевой водой, вызывающие коррозию воды (свинец, медь, алюминий, цинк и др.) Центр исследования воды
  3. Jay JM et al, 2005, Modern Food Microbiology
  4. Saldana TM и др., 2012, Газированные напитки и хроническая болезнь почек PubMed Central
  5. Diemert DJ, 2006, Профилактика и самолечение диареи путешественников PubMed Central
  6. Tucker KL et al, 2006, Кола, но не другие газированные напитки, связаны с низкой минеральной плотностью костей у пожилых женщин: Фрамингемское исследование остеопороза, Американский журнал клинического питания
  7. Кислотный дождь Агентство по охране окружающей среды США
  8. Зерацкий К., Вам лучше щелочная вода, чем обычная? Клиника Мэйо
  9. Система расширения сотрудничества Алабамы
  10. Metzger MR, 2008, Журнал по испытаниям в сосуде для корректировки pH и щелочности, кондиционирования и очистки воды
  11. Жесткость и щелочность воды U.С. Геологическая служба
  12. Fawell JK et al, 2006, Жесткость питьевой воды Всемирная организация здравоохранения
  13. Кальций Институт Линуса Полинга
  14. Магний Институт Линуса Полинга
  15. Sengupta P, 2013, Потенциальное воздействие жесткой воды на здоровье PubMed Central
  16. Dupont C et al, 2013, Эффективность и безопасность богатой сульфатом магния природной минеральной воды для пациентов с функциональным запором ScienceDirect
  17. Нижняя S, «Ионизированная» и щелочная вода Chem1.com
  18. pH воды Центр водных исследований

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.