Основные характеристики жесткости воды

 О том, что водопроводная вода слишком жесткая, приходиться слышать постоянно. Чем же измеряется «твердость» жидкости? И как рассчитывается жесткость воды.

 жесткость водыНа фото: "пострадавший" от солей жесткости нагревательный элемент

Если свести к минимуму научные рассуждения о совокупности свойств жидкости, то жесткостью воды можно считать суммарное количество растворенных солей щелочноземельных металлов (преимущественно кальция и магния). С химической точки зрения все двухвалентные катионы в той или иной степени способны связываться с анионами, образуя соли, способные выпадать в осадок. Однако на практике количество растворенного в воде стронция, бария и марганца сведено к минимуму, а алюминий и железо переходят в солевые комплексы только при определенном уровне кислотности среды (рН меньше 7), который в природе практически не встречается. Мы уже писали про то, как определить жесткость  в домашних условиях.

 

Таблица 1. Катионы и анионы, обуславливающие жесткость

Катионы жесткости

Анионы жесткости

Кальций (Ca2+)

Гидрокарбонат (НСО3-)

Магний (Mg2+)

Сульфат (SO42-)

Стронций (Sr2-)

Хлорид (Cl-)

Железо (Fe2+)

Нитрат (No3-)

Марганец (Mn2+)

Силикат (Sio32-)

Формула жесткости воды

Формула позволяет рассчитать суммарное количество ионов кальция и магния в воде, используется для лабораторных исследований. В настоящее время выделяют несколько типов жесткости:

Карбонатная жесткость – количественное содержание в воде гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция (MgHCO3, CaHCO3). Данный тип загрязнителей легко устраняется при кипячении с образование угольной кислоты и осадка:

Ca2+ + 2HCO3- (при нагревании)= CaCO3↓ + H2O + CO2

Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием магниевых и кальциевых соединений сильных кислот (азотной, соляной, серной). При кипячении соли такого типа не распадаются.

Формула для расчета общей жесткости воды: Hобщкарбнекарб

 

Единицы измерения

Единицы измерения  в России – градусы (°Ж), может быть выражена в объемной или массовой доле. 1 градус жесткости численно равен 0,5 мольной концентрации щелочноземельного элемента, выраженной в мг/куб. дм. (1°Ж=1 мг-экв/л.)

Единицы измерения в системе СИ – моль/куб.метр. Однако на практике чаще всего используют мг-экв./л. Концентрация, отнесенная к единице массы, оправдывает себя в тех случаях, когда необходим анализ воды в ином агрегатном состоянии (с измененной плотностью).

Для тех, кому химия на уроках давалась нелегко, следует повторить:

Один мг-экв/л соответствует 20,04 миллиграммам ионов Ca2+ или 12,16 миллиграммам ионов Mg2+ (отношение атомной массы и валентности элемента).

Нормы жесткости

По величине жесткости воду можно разделить на три категории:

- мягкая  (до 2 °Ж),

- средней жесткости (2-10 °Ж),

- очень жесткая  (более 10 °Ж).

Нормы жесткости в России не позволяют превышать 7 мг-экв/л. Согласно стандартам Евросоюза, ПДК общей жесткости воды не может быть больше 1,2 мг-экв/л. Путем несложных расчетов можно сделать вывод о том, что в Европе вода почти в 6 раз мягче, чем в России.

Таким образом, численно подтвержденная необходимость установки систем очистки в России уже не вызывает сомнений. Кроме того, согласно принятым во всем мире нормативам, употребляемая нашими соотечественниками вода, нуждается в многоступенчатом умягчении и глубокой фильтрации.

Теперь разберемся, как устранить чрезмерное содержание солей в воде:

- Обзорная статья про то, как уменьшить жесткость воды: способы;

- Умягчители воды

Виды;

- Магнитные 

- Ионообменные

 

Используемая литература:

  1. ГОСТ 2874—82 
  2.  ГОСТ Р 52029-2003 | НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ
  3. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. Т. 2. С. 145.

 

Вопрос/ответ

Выкопали колодец, но из-за плывуна вода мутная. Что делать?Здравствуйте! В марте у нас выкопали колодец. Сначала прошли слой глины,затем был плавун. После...15.05.2014

Голосование

Можно ли пить воду из скважины без очистки?

Да - 36.4%
Нет - 39.3%
Да, хотя бы после кипячения - 24.3%

Новое на сайте

Химический анализ воды из скважиныКачество питьевой воды во многом определяет здоровье человека. Выраженный избыток минералов в...28.01.2016
Насосы для откачки ила из септиков, колодцевСооружения для разделения канализационных отходов и водоемы, резервуары в виде колодцев и...08.09.2015

В городе Пелле Стратоник подошел к колодцу и спросил, можно ли пить здешнюю воду. «Да мы-то пьем», — отвечали водоносы. «Стало быть, нельзя», — сказал Стратоник, потому что водоносы были бледные и худые.

Стратоник из Афин