Жесткости воды значение: Как определить жесткость в воде и ее норма

Жесткости воды значение: Как определить жесткость в воде и ее норма

alexxlab 05.06.2021

Содержание

Градусы жесткости воды. Перевод градусов жесткости.

Градусы жесткости воды: перевод градусов.  

 

«Градусы бывают разные…»
Народная мудрость

В настоящее время жесткость воды надо измерять в мэкв, но по традиции в аквариуме жесткость измеряют в градусах, а в разных странах свои собственные градусы жесткости. Эта статья поможет начинающему аквариумисту переводить одни градусы в другие и понять зачем они нужны и что же все-таки они означают.

Сразу перейти к таблице перевода одних градусов  другие в другие и в мэкв  >>> 

 Жесткость – одна из важнейших характеристик аквариумной воды. Но жесткость бывает общая, временная, постоянная, карбонатная и измеряется она в градусах, которые бывают разными… Хотите заниматься аквариумистикой серьезно? Тогда вам просто необходимо разобраться во всем этом.  

Жесткость воды – это совокупность ее свойств, обусловленных присутствием в ней катионов кальция (Ca2+), магния (Mg2+), и отчасти двухвалентного железа (Fe2+)*. Различают постоянную, временную и общую жесткость. 

   Общая жесткость определяется суммарным содержанием в воде всех указанных выше катионов. Эти ионы оказываются в воде в результате растворения в ней соответствующих солей. О том, как это происходит, и, кроме того, о принятых в науке способах выражения концентраций ионов рассказано в отдельной статье. О содержании в пресной воде растворенных солей (не только кальция и магния, но и других) рассказано в статье «Состав и свойства аквариумной воды». 
   Постоянная жесткость  не  загрязненных промышленными стоками слабоминерализованных поверхностных природных вод характеризует количество растворенных сульфатовхлоридов и некоторых других солей кальция и магния. То есть в этих водах наряду с катионами Ca2+ и Mg2+имеются анионы SO42-, Cl и др. При кипячении такой воды концентрации этих катионов и анионов практически не изменяются – отсюда и название «постоянная жесткость». 
    Временная жесткость   (она же карбонатная жесткость) связана с присутствием в воде наряду с катионами Ca2+, Mg2+ и Fe2+ гидрокарбонатных, или бикарбонатных анионов (HCO3). При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются, образуя очень плохо растворимый карбонат кальция, углекислый газ и воду:

Ca2+ + 2HCO3— = CaCO3↓ + H2O + CO2

   Таким образом, временную жесткость можно устранить путем длительного кипячения, поэтому она и «временная».
  С  ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCOнеустойчивое в воде химическое соединение. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении. 
   Для  измерения  общей и временной жесткости в магазинах продаются отдельные тесты. Кроме того, на Аквариумке описаны методики определения временной и общей жесткости с помощью вполне доступных реактивов, так что определить жесткость в домашних условиях, даже не имея фирменных тестов, вполне реально. О том, как это сделать читайте статьи «Методы определения общей жесткости» и «Определение временной, или карбонатной жесткости«. 

   Зачем же используется отдельное понятие «ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ», ведь понятие «МИНЕРАЛИЗАЦИЯ» охватывает присутствие в воде всех солей и вышеозначенных тоже? Разница между этими двумя понятиями есть, причем существенная. К примеру, минерализацию можно поднять, растворив в воде любую соль (другое дело понравится эта соль вашим рыбкам, или нет, подробнее об этом в статье «Состав и свойства аквариумной воды»). Аквариумисты с этой целью чаще всего используют хлорид натрия — NaCl). А вот жесткость, в первую очередь, связана именно с растворенными солями кальция и магния. Вопреки существующему в среде аквариумистов предубеждению, растворение в воде поваренной соли (особенно хорошо очищенной) жесткости не поднимает! Итак, ЖЕСТКОСТЬ И МИНЕРАЛИЗАЦИЯ воды — это взаимосвязанные, но РАЗНЫЕ понятия!!! 
   Жесткость – это особые свойства воды, во многом определяющие её потребительские качества и потому имеющие важное хозяйственное значение. Жесткая вода образует накипь на стенках нагревательных котлов, батареях и пр., чем существенно ухудшает их теплотехнические характеристики. Жесткая вода мало пригодна для стирки. Мало того, что накипь на нагревателях стиральных машин выводит их из строя… впрочем, пересказывать телевизионную рекламу не буду – и так уже всех достала, она еще и моющие свойства мыла ухудшает. Катионы Ca2+ и Mg2+ реагируют с жирными кислотами мыла, образуя малорастворимые соли, которые создают пленки и осадки, в итоге снижая качество стирки и повышая расход моющего средства. Говоря проще, жесткая вода плохо мылится. Это только теперь, благодаря огромным успехам человечества в области химии, созданы хорошие шампуни, которые могут мылиться в любой воде. А в староглиняные времена в местностях с жесткой водой красавицы, желающие иметь мягкие и шелковистые волосы, для того, чтобы помыть голову, вынуждены были собирать дождевую воду – она мягкая. Неспроста Петр I, требовавший, чтобы на ассамблеи люди приходили в приличном виде, и не терпевший грязных бород, вынужден был построить новую столицу на реке Неве. Здесь вода очень мягкая, прекрасно мылится и можно мыться и бриться всласть! В общем, жесткость понятие скорее техническое и гигиеническое. Люди в разных странах очень давно пришли к необходимости её нормировать, ибо высокая жесткость – это плохо: и трубы забиваются, и постирать толком невозможно. Но стали это делать в каждой стране по-своему, кто как, исходя из традиционных единиц измерения и способов определения ионов кальция и магния, ведь единых стандартизированных международных единиц тогда не было. 
     Известно, что нет ничего хуже вредных привычек – избавиться от них очень трудно! В аквариумной литературе (хотя жесткость по сути своей понятие не из области аквариумистики!) разных стран жесткость до сих пор измеряют в градусах, причем в каждой стране в своих собственных, отличных от всех остальных. Идентичны только русские и немецкие градусы жесткости, правда, давным-давно отменные в обеих этих странах, но упорно существующие в аквариумных книжках. 
   В  России,  начиная  с  1952 года, жесткость воды для технических и гигиенических нужд выражается в миллиэквивалентах, содержащихся в 1 л воды (мэкв, или мг-экв/л). До этого времени жесткость определяли в немецких градусах, в других странах принято обозначать жесткость в УСЛОВНЫХ градусах:

НЕМЕЦКИЕ ГРАДУСЫ (dGH):
   = 1часть оксида кальция – СаО в 100000 частей воды, или 0.719 частей оксида магния – MgO в 100000 частей воды, или 10 мг СаО в 1 л воды, или 7.194 мг MgO в 1 л воды. dGH (dH) и dKH в настоящее время наиболее часто употребляется в аквариумистике как единица измерения жесткости, причем обозначение dGH – относится к общей жесткости, dKH – к карбонатной;
ФРАНЦУЗСКИЕ ГРАДУСЫ (fh):
   = 1 часть CaCO3 в 100000 частей воды, или 10 мг CaCO3 в 1 л воды;
АМЕРИКАНСКИЕ ГРАДУСЫ (usH):
   = 1 гран (0.0648 г) CaCO3 в 1 галлоне (американском! 3.785 л) воды. Поделив граммы на литры получаем: 17.12 мг/л СаСО3 . Однако есть еще одно определение американского градуса: 1 часть CaCO3 в 1000000 частей воды (в англоязычной литературе выражение концентрации, как 1 часть на 1 000 000 частей называют ppm — part per million (одна часть на миллион), и часто используют. На практике оно идентично 1мг/л). Таким образом этот 1 американский градус = 1мг CaCO3  в 1 л воды. Именно эта величина американского градуса принята во всех таблицах с переходными коэффициентами для перевода одних единиц измерения жесткости в другие; (случай странный, ибо люди сведующие в штатовской жизни, такие как например автор известного аквариумного сайта Миклуха (которого я специально об этом спрашивал, а он любезно мне ответил, за что БОЛЬШОЕ СПАСИБО) утверждают, что в США используется именно первый из упомянутых американских градусов).
АНГЛИЙСКИЕ ГРАДУСЫ (Clark):
   = 1 гран (0.0648 г) в 1 галлоне (английском! 4.546 л) воды = 14.254 мг/л CaCO3 .

    Чувствуете как все не просто?! Поэтому приведу таблицу, позволяющую сравнивать и переводить одни градусы жесткости в другие:

Таблица 1
Наименование единиц Мг-экв/л Градус жесткости
немецкий французский американский английский
1 мг-экв/л 1 2.804 5.005 50.045 3.511
1 немецкий градус dH 0.3566 1 1.785 17.847 1.253
1 французский градус 0.1998 0.560

TDS метр-измеряем жесткость воды из различных источников, в том числе природных.

Здравствуйте, сегодня речь пойдет о жесткости воды измеряемой с помощью TDS метра или солемера. Данный прибор уже неоднократно обозревался на сайте, но так как я проживаю в предгорьях Кавказа, была мысль пойти с этим прибором в поход и померить жесткость воды в горной реке, горном ручье, лесном роднике. Поэтому я иду в реальный поход а вас приглашаю в виртуальный. Ну и померяю дождевую, магазинную минеральную, бутелированную не минеральную и водопроводную воду. Интересно? Тогда читаем далее.

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).(wikipedia)

Вот поэтому этот прибор так же называют солемером. TDS расшифровывается и переводится как Total Dissolved Solids — общее содержание растворенных твердых веществ.

Жесткость воды это как раз то что отвечает за накипь в чайнике и камни в почках.

Пробежимся немного по самому прибору.

Спереди находятся кнопка включения/выключения, кнопка фиксации показаний и дисплей для вывода показаний.


В низу под колпачком два электрода которые и опускаются в воду


На тыльной стороне находится клипса и калибровочный винт

В колпачке с верху встроен батарейный отсек на две батарейки типа LR44

Замер делается так: Включаем прибор, он показывает 000, опускаем электроды в воду и смотрим значение.

Индикация трехсегментная, если значение больше 999 то внизу появляется знак х10.

Прибор измеряет в американских единицах измерения ppm, у нас в России принята единица миллиграмм-эквивалент на литр, мг-экв/л.

1 мг-экв/л=50,05 ppm

Согласно Санитарным нормам и правилам за номером СанПиН 2.1.4.1074-01

максимально допустимая концентрация равна 7 мг-экв/л. или 350ppm

на это значение и будем опираться, так же приведу еще вот такую таблицу ей тоже можно верить


Данный прибор калибруется, специальной калибровочной жидкостью в которой значение содержания солей известно заранее, этот прибор уже откалиброван продавцом.

Температура воды при измерениях особой роли не играет так как в характеристиках прибора заявлено такое свойство:

Auto temperature compensation

Для начала проведем комнатно стаканные замеры

Питьевая водопроводная вода из крана

она же кипяченная, как видно немного меньше содержание солей, кипячение смягчает воду.

дождевая вода, просто вышел на балкон и набрал сбегающую с крыши воду во время дождя.

Бутелированная вода из кулера, заявлено что талая, ледниковая, производителя специально не показываю.


газированная минеральная вода из магазина, почему такие показания не знаю эта вода добывается из скважины, она обогащена всякими элементами может быть по этому.


Ну а теперь в поход, первая у нас горная река Малая Лаба

вот так выглядит


вот такие показания

в процессе замеров пару раз закинул удочку, в надежде поймать форель, неповезло.

Зато попалась вот такая плотвичка.

Следующий это родник в лесу. У нас считается что в этом роднике очень чистая вода, много местных набирают эту воду для питья, и готовят только из нее. Даже ходит байка что кто то отвозил воду из него в какой то научно исследовательский институт, там сделали анализ и сказали что вода уникальная, может мертвого поднять, лично я не верю.

Меня отвлекли, поэтому сфотографировать забыл, показания были 60 ppm, в низу в видео этот родник есть.

Что характерно почти такие же как в реке в которой раннее замерил, река от родника протекает примерно в полукилометре, у меня есть подозрения что это одна и та же вода, только за счет фильтрации через почву, в роднике она выглядит кристально чистой.

Следующее на очереди место, это небольшой горный ручей с маленьким 2-х метровым водопадом.

Вот такие виды по пути к водопаду

А вот и сам водопад

Измерения


внизу брызги, вода разлетается во все стороны, поэтому замеры было делать не удобно и тем не менее померил и результат сильно удивил, на фото не получилось нормально снять но в итоге результат был за 1000 ppm, внизу с лева мигала надпись x10. Почему такие высокие показания в этом ручье я не знаю, выше он вытекает из пещеры возможно по этому.

В заключение скажу, что прибор в основном в быту необходим владельцам фильтрующих систем, что бы определять когда необходимо менять фильтрующий элемент.

Видео похода по водоемам на моем youtube канале, кому интересно обязательно подписывайтесь.

Так же видео распаковки.

До свидания.

Определение жесткости воды в домашних условиях

Как вы знаете из школьного курса химии, в обыкновенной воде содержатся ионы кальция и магния. Повышенное содержание ионов Са2+ и Mg2+ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.

Содержащиеся в природе нерастворимые в воде карбонаты магния MgСО3 и кальция СаСО3 под воздействием воды и присутствующего в воздухе углекислого газа способны превращаться в гидрокарбонаты, которые хорошо растворяются в воде и вызывают карбонатную или временную жесткость:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2

MgСО3 + СО2 + Н2О = Mg(НСО3)2

Этот процесс широко осуществляется в природных условиях, приводя к выносу размываемых известняков в поверхностные воды, а затем – в моря и океаны.

Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов магния и кальция, а также других солей ( MgSO 4, MgCl 2, CaCl 2).

Общая жесткость = карбонатная (временная) жесткость + некарбонатная (постоянная) жесткость.

В быту любой человек может столкнуться с задачей измерения жесткости воды в домашних условиях. Жесткость отрицательно влияет на качество различных процессов, в которых используется вода с повышенной жесткостью. Чем ниже в воде процент растворенных солей, тем вода мягче и полезнее. Работа посудомоечной машины, количество стирального порошка, качество воды в аквариуме, необходимость установки умягчителя воды и т.д. В общем, целей много.

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости» (1°Ж = 1 мг-экв/л = 1/2 моль/м3). За рубежом приняты другие единицы измерения жесткости воды.

Единицы измерения жесткости

1°Ж = 20,04 мг Ca2+ или 12,15 Mg2+ в 1 дм3 воды;
1°DH = 10 мг CaO в 1 дм3 воды;
1°Clark = 10 мг CaCO3 в 0,7 дм3 воды;
1°F = 10 мг CaCO3 в 1 дм3 воды;
1 ppm = 1 мг CaCO3 в 1 дм3 воды.

По интенсивности образования накипи в чайнике можно сделать определённые выводы: чем больше налета, тем жёстче вода.

Сравнительный качественный вывод о жесткости воды можно осуществить следующим образом. На предметное стекло нанесите по капле дождевой, кипяченой и некипяченой водопроводной воды. После высыхания по интенсивности образовавшихся осадков вы сможете сделать вывод о жесткости вашей воды. Дождевая вода самая мягкая, т.к. в ней практически отсутствуют соли кальция и магния. Осадок после испарения некипяченой воды позволит сделать вывод об общей жесткости, а кипяченой – о временной жесткости.

Но в домашних условиях можно достаточно точно и количественно оценить жесткость воды. Из курса органической химии вы знаете, что хозяйственное мыло, как и любое другое, трудно мылится в жесткой воде. Этот метод основан на том, что как только мыло свяжет избыток солей кальция и магния, появляется мыльная пена. Для определения жесткости воды нужно взвесить один грамм хозяйственного мыла, измельчить его и аккуратно, чтобы не образовалась пена, растворить в небольшом количестве горячей дистиллированной воды. Дистиллированную воду можно купить в аптеках или в автомагазинах. Она используется для добавления в аккумулятор при повышении концентрации электролита.

Далее мыльный раствор наливаем в цилиндрический стакан и доливаем дистиллированной воды до уровня 6 сантиметров, если мыло 60% или до уровня 7 сантиметров, если мыло 72%. Процент содержания мыла указан на бруске. Теперь в каждом сантиметре уровня мыльного раствора содержится количество мыла, способное связать соли жесткости, количество которых соответствует 1°dH в 1 литре воды. Далее в литровую банку наливаем пол-литра исследуемой воды. И непрерывно помешивая, понемногу прибавляем приготовленный мыльный раствор из стакана в банку с исследуемой водой. Поначалу на поверхности будут только серые хлопья. Затем появятся разноцветные мыльные пузыри. Появление устойчивой белой мыльной пены говорит о том, что все соли жесткости в исследуемой воде связаны. Теперь смотрим на наш стакан и определяем, сколько сантиметров раствора нам пришлось вылить из стакана в исследуемую воду. Каждый сантиметр связал в половине литра воды количество солей, соответствующее 2°dH. Таким образом, если вам пришлось до появления пены вылить в воду 4 сантиметра мыльного раствора, то жесткость исследуемой воды равна 8°dH.

Если вы вылили в воду весь мыльный раствор, а пена так и не появилась, это означает, что жесткость исследуемой воды больше 12°dH. В таком случае исследуемую воду разбавляем дистиллированной водой в два раза. И проводим анализ снова. Теперь полученный результат жесткости нужно будет умножить на два. Полученное значение будет соответствовать жесткости исследуемой воды.

По таблице сможете определите качество исследуемой воды:

С точностью до тысячных долей градуса жесткость определить этим методом не удастся, но оценить резкий уход общей жесткости от нормы с точностью 1-2 °dH вполне возможно. Разброс показаний в 1-2 градуса вполне приемлем. Учитывая простоту и доступность метода, он, безусловно, может быть с успехом применен.

С помощью этого метода можно в полевых условиях оценить жесткость воды из различных водных источников и выполнить интересную проектно-исследовательскую работу.

Автор Никитин В.Е.

Источники:

1Рудзитис Г.Е. Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе ( DVD ) : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. — М.: Просвещение, 2013. — 224 с.: ил.

2. http://www.mosvodokanal.ru/forpeople/calculator.php

3. http://worldaquarium.ru/kak-uznat-zhestkost-vody-v-domashnix-usloviyax/

2.3 Значение жёсткости воды

Как
мы уже говорили, жёсткость воды
определяется содержанием в воде
растворенных солей кальция и магния,
которые при нагревании выпадают в
осадок, образуя налёт, всем хорошо
известный как накипь. Сравнительно
безобидная на стенках чайника накипь
может стать причиной преждевременного
выхода из строя сантехники, посудомоечных
и стиральных машин (недаром дорогие
модели бытовой техники снабжены
встроенными умягчителями).

Накипь
может стать причиной преждевременного
выхода из строя сантехники, посудомоечных
и стиральных машин

На
бытовом же уровне жёсткость проявляет
себя значительным (на 30-50%) перерасходом
моющих средств при стирке белья и
умывании, а также ухудшением потребительских
свойств воды. При кипячении достаточно
жёсткой воды на её поверхности образуется
плёнка, а сама вода приобретает характерный
привкус. При заваривании чая или кофе
в такой воде может выпадать бурый осадок,
теряется вкусовые качества чая. В жёсткой
воде с трудом развариваются пищевые
продукты, а сваренные в ней овощи
невкусны. К тому же диетологами
установлено, что в жёсткой воде хуже
разваривается мясо. Связано это с тем,
что соли жёсткости вступают в реакцию
с животными белками, образуя нерастворимые
соединения. Это приводит к снижению
усвояемости белков.

С
точки зрения применения воды для питьевых
нужд, её приемлемость по степени жёсткости
может существенно варьироваться в
зависимости от местных условий. Порог
вкуса для иона кальция в диапазоне 2-6
мг-экв/л, в зависимости от соответствующего
аниона, а порог вкуса для магния и того
ниже. В некоторых случаях для потребителей
приемлема вода с жёсткостью выше 10
мг-экв/л. Высокая жёсткость ухудшает
органолептические свойства воды,
придавая ей горьковатый вкус.

Всемирная
Организация Здравоохранения не предлагает
какой-либо рекомендуемой величины
жёсткости по показаниям влияния на
здоровье. В материалах ВОЗ говорится о
том, что хотя ряд исследований и выявил
статистически обратную зависимость
между жёсткостью питьевой воды и
сердечно-сосудистыми заболеваниями,
имеющиеся данные не достаточны для
вывода о причинном характере этой связи.
Аналогичным образом, однозначно не
доказано, что мягкая вода оказывает
отрицательный эффект на баланс минеральных
веществ в организме человека.

Вместе
с тем, в зависимости от рН и щелочности,
вода с жёсткостью выше 4 мг-экв/л может
вызвать в распределительной системе
отложение шлаков и накипи (карбоната
кальция), особенно при нагревании. Именно
поэтому нормами Котлонадзора вводятся
очень строгие требования к величине
жёсткости воды, используемой для питания
котлов (0.05-0.1 мг-экв/л).

К
сожалению, далеко не всем известно также
о неблагоприятном влиянии жёсткости
на здоровье человека при умывании.

Связано
это с тем, что при взаимодействии солей
жёсткости с моющими веществами (мыло,
стиральные порошки, шампуни) может
происходить образование нерастворимых
«мыльных шлаков» в виде пены. Такая
пена после высыхания остается в виде
налета на сантехнике, белье, человеческой
коже, на волосах (неприятное чувство
«жёстких» волос хорошо известное
многим). При этом разрушается естественная
жировая плёнка, которой всегда покрыты
здоровые волосы и нормальная кожа,
забиваются поры, появляются сухость,
шелушение, перхоть. Первым тревожным
признаком такого негативного воздействия
является характерный «скрип» чисто
вымытой кожи или волос. Оказывается,
что вызывающее у некоторых людей
раздражение чувство «мылкости»
после пользования мягкой водой, является
признаком того, что защитная жировая
плёнка на коже цела и невредима. Именно
она-то и скользит. В противном случае,
приходится пользоваться лосьонами,
умягчающими и увлажняющими кремами,
необходимые для восстановление защиты.
Недаром косметологи рекомендуют
использовать для умывания очень мягкую
дождевую или талую воду.

Как
мы уже говорили, «мыльные шлаки» в виде
пены, высыхая, остаётся на сантехнике,
белье и т.д. В результате, ткань становится
грубой и неэластичной; она перестаёт
пропускать воздух и влагу. Портится и
внешний вид изделия: ткань приобретает
серо-жёлтый оттенок, блекнут краски
рисунка. Осевшие на ткани «известковые
мыла» лишают её прочности.

Вместе
с тем, необходимо упомянуть и о другой
стороне медали. Мягкая вода с жёсткостью
менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную
ёмкость (щёлочность) и может, в зависимости
от уровня рН и ряда других факторов,
оказывать повышенное коррозионное
воздействие на водопроводные трубы.
Поэтому, в ряде применений (особенно в
теплотехнике) иногда приходится проводить
специальную обработку воды с целью
достижения оптимального соотношения
между жёсткостью воды и её коррозионной
активностью

Значение словосочетания ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ. Что такое ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ?

ЖЁСТКОСТЬ, -и, ж. Свойство по знач. прил. жесткий. Жесткость мяса. Жесткость характера. Жесткость сроков. Жесткость воды.

Все значения слова «жёсткость»

Вод (фр. Vaudes) — коммуна во Франции, находится в регионе Шампань — Арденны. Департамент — Об. Входит в состав кантона Бар-сюр-Сен. Округ коммуны — Труа.

Все значения слова «вод»

ВОДА́, -ы́, вин. во́ду, мн. во́ды, дат. во́дам и вода́м, твор. во́дами и вода́ми, предл. о во́дах и о вода́х, ж. 1. Прозрачная, бесцветная жидкость, образующая ручьи, реки, озера, моря и представляющая собой химическое соединение водорода с кислородом. Речная вода. Морская вода. Стакан воды.

Все значения слова «вода»


  • Жёсткость воды определяется содержанием в ней растворённых солей кальция и магния.


  • Нормальный уровень жёсткости воды в пруду составляет около 7 мг экв/дм3.


  • Однако при значении жёсткости воды более 9 ммоль/л нужно учитывать содержание в воде стронция и других щёлочноземельных металлов.

  • (все предложения)

Показатель pH воды, жёсткость воды аквариума

Вода из любого источника, будь то озеро или река, это своеобразный природный бульон, в котором намешано/растворено огромное количество элементов (различные соли, минералы, газы). Из уроков химии вспоминаем, что растворённое вещество не присутствует в воде в чистом виде. Например, если в воде размешать обычную поваренную соль — хлорид натрия (NaCl), то она диссоциирует, т. е. распадётся на ионы: катион Na+ и анион Cl-.

Диссоциация хлорида натрия (NaCl)

Поваренная соль распадётся на ионы: катион Na+ и анион Cl-

Подобным образом происходит с большинством веществ, именно количество этих положительно и отрицательно заряженных частиц определяют гидрохимический состав воды, напрямую влияющий на самочувствие ваших аквариумных питомцев.

Аквариумисту важно знать минимум о двух важных взаимосвязанных параметрах воды: жёсткость и водородный показатель (показатель pH). Они в обязательном порядке указываются в условиях содержания того или иного вида рыб.

Жёсткость воды

Немецкий градус жёсткости водыЖёсткость воды определяется количеством растворённых в ней минеральных солей кальция (катионов Са+) и магния (катионов Mg+). Если их растворено много, значит вода жёсткая, если мало — мягкая. Исторически сложилось, что в России жёсткость обозначают в немецких градусах dGH. В других странах используют свои обозначения, например, американские градусы (usH), единица жёсткости определяется в ppm (part per million — одна часть на миллион). Именно в ppm меряют большинство продаваемых у нас электронных измерителей жёсткости воды.

По уровню жёсткости воду определяют следующим образом:

  •  от 0 до 4 dGH — очень мягкая,
  •  от 5 до 10 dGH — мягкая,
  •  от 10 до 20 dGH — средней жесткости,
  •  от 20 до 30 dGH — жёсткая
  •  свыше 30 dGH — очень жесткая.

Оптимальный диапазон для большинства видов рыб располагается между 0.2 и 20 градусами dGH.

Не стоит путать Жёсткость с Минерализацией, в последнем случае в воде бывает растворено множество других солей, порой вовсе не содержащих кальций и магний. Так, растворив в воде всё ту же поваренную соль, мы увеличим её минерализацию, но при этом жёсткость останется на прежнем уровне.

Выделяют постоянную и временную (карбонатную) жёсткость, последняя удаляется простым кипячением, поэтому и временная. Сложение обоих даёт общую жёсткость dGH.

временная + постоянная = общая жёсткость

Постоянная жёсткость обусловлена растворением хлоридов, сульфатов и других солей, в результате вода насыщается ионами Mg+ и Ca+ и их напарниками SO4 и Cl. В быту постоянная жёсткость себя никак не проявляет в отличие от временной.

Постоянная жёсткость воды

Немецкий градус жёсткости водыСодержание ионов Mg+,Ca+, SO4-, Cl- в воде с постоянной жёсткостью


Временная жёсткость помимо знакомых ионов (Mg+,Ca+, SO4- , Cl-) имеет дополнительно гидрокарбонатные анионы — HCO3, которые при нагреве выпадают в осадок, известный как накипь, остающаяся на стенках чайников и прочей посуды при кипячении.

Временная или карбонатная жёсткость воды

Немецкий градус жёсткости водыСодержание в воде с временной жёсткостью дополнительных гидрокарбонатов HCO3

Как определить и изменить жёсткость воды


Водородный показатель (показатель pH)

Водородный показательВодородный показатель или показатель pH воды указывает на количество свободных ионов водорода (H+), а точнее на соотношение H+ и OH- (вместе как раз и дают знакомую формулу h3O). Вода сама по себе практически не диссоциирует на H+ и OH-, но поскольку в ней присутствует большое количество примесей, некоторые из них дают химическую реакцию, смещая водородный показатель в ту или иную сторону. Если ионов водорода в воде много, она кислая, если мало — щелочная.

Ионный состав нейтрального значения pH

Водородный показательКоличество ионов водорода (H+) равно ионам гидроксида (OH−)


Ионный состав кислого значения pH

Водородный показательКоличество ионов водорода (H+) больше ионов гидроксида (OH−)


Ионный состав щелочного значения pH

Водородный показательКоличество ионов водорода (H+) меньше ионов гидроксида (OH−)


Показатель pH измеряется по шкале от 0 (очень кислая вода) до 14 (очень щелочная вода). В отличие от жёсткости воды обозначение водородного показателя одинакового во всех странах, поэтому путаницы не происходит. Рыбы могут жить в пределах от 5 до 9 pH. Середина шкалы под номером 7 (pH7) означает нейтральную воду — наиболее предпочтительная для большинства видов аквариумных рыб и растений.

Воду разделяют на следующие типы:

  •  pH <5 — сильно кислая,
  •  pH 5–6 — кислая,
  •  pH 6–6,8 слабо кислая,
  •  pH 6,8–7,2 — нейтральная,
  •  pH 7,2–8,0 слабо щелочная,
  •  pH 8,0–9,0 — щелочная,
  •  pH>9 — сильно щелочная.

В аквариуме показатель pH очень не стабилен, особенно в мягкой воде, и может изменяться в течение дня в ту или иную сторону, обычно колеблется в пределах 6,5–8,5. Наибольшее влияние на него оказывает углекислый газ, производимый рыбами и растениями (в ночное время), и различные органические отходы (экскременты, не съеденные остатки пищи), которые активно участвуют в окислении воды.

Существует взаимосвязь между жёсткостью воды и уровнем pH. Жёсткая вода, насыщенная минеральными веществами, как правило, щелочная, а мягкая вода — кислая. Растворённые минеральные вещества действуют как буфер, препятствуют окислению, поэтому в жёсткой воде показатель pH уравновешивается и не опускается ниже 7.0

Как определить и изменить водородный показатель pH

Значение словосочетания ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ. Что такое ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ?

ЖЁСТКОСТЬ, -и, ж. Свойство по знач. прил. жесткий. Жесткость мяса. Жесткость характера. Жесткость сроков. Жесткость воды.

Все значения слова «жёсткость»

Вод (фр. Vaudes) — коммуна во Франции, находится в регионе Шампань — Арденны. Департамент — Об. Входит в состав кантона Бар-сюр-Сен. Округ коммуны — Труа.

Все значения слова «вод»

ВОДА́, -ы́, вин. во́ду, мн. во́ды, дат. во́дам и вода́м, твор. во́дами и вода́ми, предл. о во́дах и о вода́х, ж. 1. Прозрачная, бесцветная жидкость, образующая ручьи, реки, озера, моря и представляющая собой химическое соединение водорода с кислородом. Речная вода. Морская вода. Стакан воды.

Все значения слова «вода»


  • Жёсткость воды определяется содержанием в ней растворённых солей кальция и магния.


  • Нормальный уровень жёсткости воды в пруду составляет около 7 мг экв/дм3.


  • Однако при значении жёсткости воды более 9 ммоль/л нужно учитывать содержание в воде стронция и других щёлочноземельных металлов.

  • (все предложения)

Жесткость воды

Жесткость воды

Существуют разные типы жесткости воды:

● TH Общая жесткость
● CH Карбонатная жесткость (временная твердость)
● NCH Негарбонатная жесткость (постоянная твердость)
● PsH Псевдотвердость

Общая жесткость TH

Общая жесткость определяется как молярные концентрации всех мульти- -валентных катионов в воде (т.е.е. все, кроме одновалентных катионов):

(1) Общая жесткость TH = Σ многовалентных катионов

На практике он часто используется как сумма двух наиболее важных пресноводных катионов, кальция и магния:

(1а) TH ≈ [Ca] + [Mg]

Но это только приблизительное значение, хотя и хорошее. Правильная формула (согласно определению в 1 ):

(1б) TH = [Ca] + [Mg] + [Sr] + [Ba] + [Fe] + [Mn] + [Al] +…

Существует несколько шкал жесткости воды.Например, он может быть выражен в мэкв / л (единицы СИ), или в ppm CaCO 3 , или в немецких градусах жесткости:

.

(2а) TH, мг-экв / л = 2 × ([Ca в мМ] + [Mg в мМ])
(2б) TH в миллионных долях = 100,1 × ([Ca в мМ] + [Mg в мМ])
(2c) TH дюйм ° d = 0.1339 × [Ca в мг / л] + 0,2307 × [Mg в мг / л]

Правила разговора с другими устройствами приведены в таблице ниже. Общая жесткость TH используется для классификации водных растворов по четырем категориям жесткости воды.

Примечание. Если концентрации ионов Ca и Mg выражены как «ppm CaCO 3 », 1a также представляется в форме:

(3) Общая жесткость TH = жесткость по кальцию + жесткость по магнию

Карбонатная жесткость CH

В то время как общая жесткость в 1 определяется содержанием катионов , существует также противоположная точка зрения, взятая из содержания анионов , которое делит общую жесткость на карбонатную жесткость CH (временную жесткость) и некарбонатную жесткость. NCH ​​(постоянная твердость):

(4) Общая жесткость TH = CH + NCH

Карбонатная жесткость напрямую зависит от щелочности:

(5а) CH в мэкв / л = [Алк в мэкв / л]
(5б) CH дюйм ° dH = 2.809 × [Алк в мэкв / л]

Это означает, что в химии воды термины карбонатная жесткость и щелочность (т. Е. Щелочность M или общая щелочность) являются синонимами:

(6) Карбонатная жесткость CH = Щелочность

Программа вычисляет TH и CH и отображает обе величины в таблицах результатов, как показано здесь.

Неркабонатная жесткость NCH

И общая жесткость, и щелочность (т.е. карбонатная жесткость) — общие параметры анализа воды. Некарбонатная жесткость — согласно 4 — разница обоих величин:

(7) NCH = TH — CH

Карбонатная жесткость называется временной твердостью , потому что карбонаты Ca и Mg осаждаются в виде минералов при нагревании, тогда как Ca и Mg, связанные с сульфатами, хлоридами или нитратами, не осаждаются при нагревании (поэтому NCH называется постоянной твердостью ) ,

Альтернативная интерпретация. Некарбонатная жесткость — это мера превышения сильных кислот над сильными основаниями:

(8) NCH = сильные кислоты — сильные основания

При анализе воды сильные кислоты проявляют себя в присутствии некарбонатных анионов, таких как сульфат, хлорид, нитрат. С другой стороны, сильные основания обозначены одновалентными катионами (например,грамм. Na, K, аммоний). Таким образом, 8 преобразуется в

(9) NCH [мэкв / л] ≈ (2 × сульфат + хлорид + нитрат) — (Na + K + аммоний)

, где измеренные концентрации следует вводить в ммоль / л.

Псевдотвердость PsH

Три величины, TH, CH и NCH, образуют стандартный словарь жесткости воды почти во всех учебниках. Однако проблема возникает, если измеренная щелочность (т.е.е. CH) превышает общую жесткость: CH> TH. В этом частном случае 4 теряет смысл.

Для решения проблемы терминология твердости должна быть расширена на дополнительную величину — псевдотвердость PsH (или «кажущуюся твердость»). Он определяется как «отрицательный NCH» и выражается обратной цифрой 8 :

.

(10) PsH = сильные основания — сильные кислоты = — NCH
(11) PsH [мэкв / л] ≈ (Na + K + аммоний) — (2 × сульфат + хлорид + нитрат)

Другими словами, PsH — это часть карбонатной жесткости, которая принадлежит одновалентным катионам (Na, K, аммоний).

Расширение общего отношения твердости

За счет дополнительного количества PsH мы можем расширить «уравнение стандартной твердости » (4) :

(12) Жесткость воды: TH + PsH = CH + NCH

Важно отметить, что PsH и NCH являются взаимоисключающими в приведенной выше формуле: либо сильные основания перевешивают сильные кислоты (тогда NCH = 0), либо наоборот (тогда PsH = 0).Таким образом, 12 становится:

(13а) TH ≥ CH: TH = CH + NCH PsH = 0
(13б) TH TH + PsH = CH NCH = 0

, где 13a представляет собой «стандартное» соотношение твердости обычных учебников.

Пример: TH ≥ CH

Случай TH ≥ CH характерен почти для всех природных вод.Для иллюстрации возьмем пример воды C1.sol (кнопка Открыть ) со следующими параметрами:

т 10 ° С
pH 7,34
Алк 2,50 мМ
Ca 1,40 мм
мг 0,23 мМ
Na 0,30 мМ
К 0.05 мм
Класс 0,25 мМ
SO4 0,38 мм
NO3 0,15 мМ

Запустите пробу воды, нажав кнопку Старт . Программа жалуется на ненулевой CBE, и мы устанавливаем точный баланс заряда, регулируя DIC (который снижает щелочность с 2,50 до 2,45 мэкв / л). Полученные значения твердости (как показано в столбце таблицы Output1 ):

TH = 2.45 мэкв / л
CH = 3,26 мэкв / л

Из разницы получаем: NCH = 0,81 мэкв / л. Псевдотвердости нет (PsH = 0). Общая жесткость определяется суммой Ca и Mg: TH = (2 × 1,40 + 2 × 0,23) мг-экв / л = 3,26 мг-экв / л — как показано на диаграмме выше.

Пример: TH

Мы используем тот же самый пример воды C1.sol и добавляем 2 мМ NaOH (с кнопкой Reac ) .

За счет добавления 2 мэкв / л сильного основания щелочность и, следовательно, CH увеличиваются на 2 мэкв / л , при этом общая жесткость остается неизменной:

CH = 4,45 мэкв / л
TH = 3,26 мэкв / л

Здесь разница выражена псевдотвердостью: PsH = 1,19 мэкв / л. Нет NCH.

Значение PsH также можно рассчитать, подставив молярные концентрации входящей воды в 11 :

(14) PsH = (2.30 + 0,05) — (2 × 0,38 + 0,25 + 0,15) = 1,19 мэкв / л

Обратите внимание, что Na также включает добавку 2 мМ NaOH : Na = (2,0 + 0,3) мэкв / л . Расчетное значение 14 явно показано как «Diff» на приведенной выше диаграмме.

Кальцитовые осадки. Из-за добавления 2 мМ NaOH вода становится перенасыщенной кальцитом. На нижнем графике показаны результаты при осаждении 1,37 мМ кальцита (столбец таблицы Выход2 ):

Канал = (4.45 — 2 × 1,37) мэкв / л = 1,71 мэкв / л
TH = (3,26 — 2 × 1,37) мэкв / л = 0,52 мэкв / л
PsH = CH — TH = 1,19 мг-экв / л (без изменений)

Другие примеры

Далее мы добавляем один или два реагента в количестве 1 мМ в чистую воду (H 2 O). Результаты около 20 расчетов приведены в таблице ниже; каждая строка относится к одному вычислению. Значения TH, CH, NCH и PsH приведены в последних столбцах.

Примечание. В случаях, когда CaCO 3 (кальцит) становится перенасыщенным (SI> 0), добавляется дополнительная строка, чтобы показать результаты после осаждения кальцита.

Таблица преобразования

Жесткость воды выражается в разных единицах:

(15а) Немецкий язык: 1 ° д = 10 мг / л CaO
(15б) Французский градус: 1 ° f = 10 мг / л CaCO 3
(15c) Степени английского: 1 ° в. Д. = 10 мг CaCO 3 в 0.7 л
(15д) 1 часть на миллион CaCO 3 (нормы США): 1 ° а = 1 мг / л CaCO 3

Эти единицы связаны между собой простыми правилами преобразования:


частей на миллион CaCO 3 ° d ° f ° в.д. мэкв / л ммоль / л
1 часть на миллион CaCO 3 1 0.06 0,10 0,07 0,02 0,01
1 ° d 17,8 1 1,78 1,25 0,357 0,178
1 ° 10,0 0,56 1 0,70 0,2 0,1
1 ° в. Д. 14.3 0,80 1,43 1 0,285 0,142
1 мэкв / л 50,04 2,8 5 3,51 1 0,5
1 ммоль / л 100.09 5,6 10 7,02 2 1

Коэффициенты пересчета в этой таблице вытекают непосредственно из молярных масс карбоната кальция и оксида кальция:

(16a) CaCO 3 : 100.09 г / моль или 1 мг / л CaCO 3 = 0,010 мМ
(16б) CaO: 56,08 г / моль или 10 мг / л CaO = 0,178 мМ

Примечания и сноски

[последнее изменение: 2018-12-02]

,

жесткость воды

Это два типа жесткости воды. Временная и постоянная твердость. Этот калькулятор определяет постоянную общую жесткость. Для получения информации о временной жесткости воды щелкните здесь.

Общая постоянная жесткость воды рассчитывается по следующей формуле:

ОБЩАЯ ПОСТОЯННАЯ ЖЕСТКОСТЬ = КАЛЬЦИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ + МАГНИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ

Кальциевая и магниевая жесткость — это концентрация ионов кальция и магния, выраженная в эквиваленте карбоната кальция.Молярная масса CaCO 3 , Ca 2+ и Mg 2+ составляет соответственно 100,1 г / моль, 40,1 г / моль и 24,3 г / моль.
Соотношение молярных масс составляет:

Таким образом, общая постоянная жесткость воды, выраженная в эквиваленте CaCO 3 , может быть рассчитана по следующей формуле:

Следующий калькулятор рассчитывает и дает представление об общей жесткости воды.Поля, отмеченные *, обязательны.

Следующие значения используются для обозначения жесткости воды:

Концентрация как CaCO3 Показатель
от 0 до 60 мг / л Мягкая вода
от 60 до 120 мг / л Умеренно жесткая вода
120-180 мг / л Жесткая вода
> 180 мг / л Очень жесткая вода

Прочие калькуляторы

Предупреждение: Lenntech BV не может нести ответственность за ошибки в расчетах, самой программе или объяснениях.По вопросам или замечаниям обращайтесь к нам.

.

Калькулятор жесткости воды — Расчет высокой точности

[1] 2020/03/10 02:49 Мужчина / 40-летний уровень / Учитель / Исследователь / Очень /

Цель использования
Оценить характеристики RO система с реминерализацией.
Комментарий / запрос
Пожалуйста, также добавьте другие минералы, такие как Na +, K + и расчет щелочности / pH.
Спасибо!

[2] 2019/10/11 02:43 Мужской / 20-летний уровень / Старшая школа / Университет / аспирант / Немного /

Цель использования
Попытка понять, как рассчитывается твердость для курс экологической инженерии

[3] 2019/07/15 11:16 Мужской / 20-летний уровень / Начальная школа / Младший школьник / Очень /

Цель использования
Сделать раствор

[ 4] 2019/01/07 23:13 Мужской / 50-летний уровень / Другое / Очень /

Цель использования
Расчет жесткости воды в помощь гражданину

[5] 2018/10/12 11: 01 Мужчина / 50 лет / Средняя школа / Университет / Аспирант / Полезно /

Цель использования
Установка смягчителя воды….

[6] 2018/06/16 02:25 Мужчина / 60 лет и старше / Инженер / Очень /

Цель использования
Разработка процесса

[7] 2017/03/02 05:40 Женский / 50-летний уровень / Другое / Очень /

Цель использования
Для расчета жесткости колодезной воды на ферме на основе анализа минералов, проведенного на воде, чтобы помочь в определении буферных потребностей для гербицидов.

[8] 2017/03/01 18:27 Мужчины / Уровень 40 лет / Самостоятельно занятые лица / Очень /

Цель использования
Мг (мг / л) x4.118
Комментарий / Запрос
4.118 означает

[9] 2017/02/01 05:31 — / 60 лет и старше / Инженер / Очень /

Цель использования
очень помогите мне решение для жесткой воды. Много полезного … много благодати
Комментарий / запрос
должен решить для обеспечения соответствия, если какое-либо использование является хорошим. Для решения проблемы потребуется много работы. Требуется в нормалях, а не массах

[10] 2016/05/24 16:47 Мужчина / Уровень 20 / Инженер / Полезно /

Цель использования
Быстрый расчет твердости.Работаю на очистке воды

.

Измерение твердости, проводимости, TDS

Общая жесткость воды связана с растворенными в ней минералами. Общее
твердость — это вводящий в заблуждение термин, который часто путают с карбонатной жесткостью или временной твердостью, которая на самом деле связана с
щелочность и относится к «буферной способности» воды (ее способности противостоять изменениям pH). Это означает, что если
карбонатная жесткость высока, тогда pH будет чрезвычайно стабильным или, альтернативно, если
карбонатная жесткость низкая, pH воды может легко колебаться.Термин общая твердость должен быть
заменен более простым термином: твердость.
Жесткость воды — это измерение количества ионов, потерявших два электрона.
(двухвалентные катионы) растворены в тестируемой воде и, следовательно, относятся к общему количеству растворенных твердых веществ. Более двухвалентные катионы
растворяется в воде тем «жестче» вода. Обычно наиболее распространенными двухвалентными катионами являются кальций и магний,
однако другие двухвалентные катионы могут вносить вклад, включая железо, стронций, алюминий и марганец.Обычно другой
двухвалентные катионы вносят незначительный вклад в измерение жесткости воды или не вносят заметных изменений в нее. Ручей или река
твердость отражает геологию водосборного бассейна и иногда дает меру влияния человеческой деятельности на
водораздел. Например, на участках, где поблизости есть действующие или заброшенные шахты, часто наблюдается более высокая концентрация ионов железа в
вода с очень высокой степенью жесткости.
Жесткость воды может быть выражена во многих различных единицах, включая французские градусы, немецкие
градусы, градусы Кларка, зерна на галлон, мг / л CaCO3 (карбонат кальция) и ppm (части на миллион). Общие преобразования
ниже:

1 ppm = 1 мг / л CaCO3
1 ppm = 0,058 гран / галлон США
1 ppm = 0,07 градуса Кларка
1 ppm = 0,10 французского градуса
1 ppm = 0.056 немецких дипломов
1 французский градус = 1 гидротиметрический градус
1 градус Кларка = 1 гран / британский галлон карбоната кальция
1 французский диплом = 1 часть на 100000 карбоната кальция
1 немецкий диплом = 1 часть / 100000 оксида кальция
1 гран / галлон США = 17,1 частей на миллион
1 гран / галлон США = 1,20 градуса Кларка
1 гран / галлон США = 1,71 французского градуса
1 гран / галлон США = 0.958 немецких дипломов

Общее количество растворенных твердых веществ (TDS) относится к количеству всех неорганических твердых веществ, растворенных в воде. это
означает, что он будет измерять ионы, которые влияют на жесткость воды, например, кальций, а также ионы, которые не влияют на жесткость воды, например натрий.
Измерение TDS лучше отражает общее содержание минеральных веществ в воде, чем измерение жесткости воды. Тем не мение,
в целях оценки жесткость воды можно приблизительно рассчитать, разделив значение ppm (частей на миллион) на
TDS на 10, что дает значение твердости с погрешностью всего 2-3 французских градуса.Измерения TDS также могут быть получены из
измерение относительной проводимости.
Электропроводность аналогична измерениям TDS. Электропроводность — это мера способности
вещество, проводящее электрический ток. Измерения проводимости предлагают быстрый и неразрушающий способ измерения ионов
содержание в образце. Измерение проводимости производится электронным датчиком или измерителем в микро / миллисименсах на 1 метр.
сантиметр или промилле.Электропроводность увеличивается с увеличением содержания ионов, а это означает, что в большинстве случаев она дает хорошее
аппроксимация измерения TDS с использованием коэффициента преобразования 1 ppm = 2 мкСм / см. Электропроводность — это температура
чувствительны и обычно стандартизированы до 25 ° C. Хотя проводимость — это удобный способ получить приближение
жесткость воды у него есть недостаток, заключающийся в объединении всех ионов при измерении, в том числе тех, которые не влияют на
жесткость воды.Это приближение твердости дает ошибку, аналогичную измерению TDS в 2-3 французских градуса твердости.
Можете ли вы измерить жесткость воды с помощью датчика проводимости или
Датчик TDS? Да, но это зависит от точности, которую вы хотите
измерение. В целом в следующей таблице описывается жесткость воды, измеренная с помощью TDS, проводимости или жесткости.
измерение.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.