Единицы жесткости воды

Жесткость воды. Мягкая вода. Жесткая вода. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Умягчение воды. Как убрать жесткость воды.

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Инженерное ремесло / / Жесткость воды. Умягчение воды. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Накипь - отложения в трубах и на стенках емкостей. / / Жесткость воды. Мягкая вода. Жесткая вода. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Умягчение воды. Как убрать жесткость воды.

Жесткость воды. Мягкая вода. Жесткая вода. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Умягчение воды. Как убрать жесткость воды.

жёсткой называется вода с большим содержанием солей ,
мягкой с малым содержанием

"Жёсткая" вода - исторически: ткань, постиранная с использованием мыла на основе жирных кислот в жёсткой воде - более жёсткая на ощупь. Этот факт объясняется, с одной стороны, отложением на ткани кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки. С другой стороны, волокна ткани обладают ионообменными свойствами, и, как следствие, свойством сорбировать многовалентные катионы — на молекулярном уровне.

временная (карбонатная) жёсткость, - обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО₃)₂; Mg(НСО₃)₂,
постоянная (некарбонатная) жёсткость - вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO₄,

Перевод единиц измерения Жесткости (градусов) воды.

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Алфавиты, номиналы, единицы / / Перевод единиц измерения величин. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин. Перевод химических и технических единиц измерения величин. Величины измерения. Таблицы соответствия величин. / / Перевод единиц измерения Жесткости (градусов) воды.

Перевод единиц измерения Жесткости (градусов) воды. Перевод единиц (градусов) жесткости воды.

Перевод единиц жесткости воды в пересчете по кальцию. Вполне можно пользоваться вне зависимости от реального состава жесткости.
1 американская популярная ед.
	°Ж = 1 мг-экв/л	mmol/L	ppm, mg/L	dGH, °dH	gpg	°e, °Clark	°fH
1 русский °Ж = 1 мг-экв/л это:	1	0,5	50,05	2,804	2,924	3,511	5,005
1 ммоль/л = mmol/L это:	2	1	100.1	5.608	5.847	7.022	10.01
1 американский° ppm_w = mg/L = American degre:	0,01998	0.009991	1	0.05603	0.05842	0.07016	0.1
1 немецкий° dGH, °dH это:	0,3566	0.1783	17.85	1	1.043	1.252	1.785

Жесткость воды что это такое

Проблемы водоподготовки в быту и на производстве решаются путем применения различных методик и специального оборудования. Ответ на вопрос, что такое жесткость в воде и как ее уменьшить до приемлемых величин - один из самых сложных и трудно решаемых даже при наличии доступных систем фильтрации. Вместе с тем высокое содержание растворимых солей негативно сказываются на состоянии здоровья человека, бытовых приборов и технологического оборудования.

Жесткость воды - это показатель качества, во многом определяющий ее физико-химические свойства и возможности применения. В предлагаемой статье рассматриваются причины этого явления, устанавливаются различия параметров жидкости в зависимости от концентрации солей. Также приводятся требования к жидкости и разбираются существующие бытовые и профессиональные методы ее умягчения.

Что такое жесткость воды

Оксид водорода (вода) - самая распространенная жидкость на земле, обладающая уникальными свойствами растворять в себе многие химические элементы и соединения. Понятие жесткости воды в определении трактуется как количественный показатель концентрации солей щелочноземельных и иных металлов. Преимущественно это соединения кальция и магния.

Термин общая жесткость воды возник в результате наблюдений за состоянием тканей после стирки. Особая структура материала, состоящего из отдельных нитей, способствует накоплению упомянутых солей металлов. При большом их содержании ткань, становится жесткой и грубой. Позже было замечено, что высокая концентрация таких соединений существенно снижает эффективность моющих средств.

Жесткость воды - это соли кальция и магния, образующие накипь на внутренних поверхностях нагревательных приборов и теплообменников. Это в свою очередь приводит к ухудшению эксплуатационных и экономических характеристик нагревательного оборудования. В отдельных случаях трубопроводы в буквальном смысле закупориваются, что делает невозможным их использование по назначению. Определить есть ли в воде жесткость можно даже в домашних условиях!

Основные причины образования жесткости воды

Фактически эта жидкость является универсальным растворителем, который при контакте с почвой и минералами насыщается содержащимися в ней веществами и химическими соединениями. Отвечая на вопрос о жесткости воды, и чем она обусловлена, необходимо выделить основные источники солей щелочноземельных металлов:

Для подземных источников - это пласты известняка, сквозь которые просачивается жидкость.
Для открытых водоемов и приповерхностных слоев - это геологические породы: природный гипс, доломит и другие.
Ионы кальция и магния насыщают воду в результате химических реакции диоксида углерода и некоторых минералов.
Микробиологические процессы в грунтах и на сельскохозяйственных угодьях в районах водосбора.

Помимо естественных причин повышенное содержание ионов жесткости в воды обусловлено также и техногенными. В составе стоков промышленных, строительных и коммунальных предприятий имеется большое количество примесей. В результате происходит вторичное загрязнение водоемов и водоносных слоев.

Естественные процессы химического выветривания горных пород и техногенные факторы определяют параметры жесткости воды питьевой или технической. Эти показатели неодинаковы для различных источников и постоянно изменяются:

Повышаются в результате испарения влаги с открытых поверхностей водоемов.
Снижаются при выпадении атмосферных осадков, таянии льдов и снега.

Значительное содержание извести в воде - это жесткость преимущественно естественного происхождения, характерная для подземных источников, в том числе и для артезианских скважин. Минерал вымывается из геологических пластов потоками жидкости при просачивании вглубь земной коры. Затем этот раствор через родники и ключи пополняет водный баланс открытых источников.

Происходит постоянный кругооборот, и жесткость воды в некоторой степени зависит от времени года. Весной в ходе таяния снегов и активных осадков он существенно уменьшается в другие периоды и, особенно при засухах - увеличивается.

Виды жесткости воды

Уровень содержания солей и их состав для разных источников водоснабжения как открытых, так и закрытых различаются и существенно. Возникает закономерный вопрос, а какова жесткость воды, и какой она может быть в зависимости от происхождения. Существует классификация по уровню насыщенности химическими веществами и соединениями, для удобства сведенная в таблицу:

Приведенная шкала наглядно показывает уровни жесткости воды, и в чем она измеряется в системах, принятых в разных государствах. Данная классификация отображает методические подходы к определению означенного показателя в соответствии с нормативными документами следующих стран:

Россия. Государственный стандарт.
Германия. Институт стандартизации - DIN.
США. Агентства по охране окружающей среды Соединенных Штатов Америки - USERA.

Упомянутый градус жесткости воды - это единица измерения, принятая в западных странах. Этот показатель соответствует следующим значениям:

В Германии (°dH). Одна часть CaO или 0,719 части MgO на 100 тыс. частей воды.
В Британии (°e). 1 гран CaCO₃ на один галлон жидкости.
В США (ppm) и Франции (°TH). Одна часть CaCO₃ на 100 тыс. частей воды.

При сравнительно невысоком уровне жесткости воды содержание ионов кальция в ней может достигать 70-80%, в тоже время насыщенность ионами магния редко превышает 50-60%. При увеличении уровня минерализации картина резко меняется: концентрация первых сильно уменьшается и редко доходит до 1 г/л; содержание же ионов магния часто превышает показатель 10 г/л. Такое соотношение особенно характерно для соленых озер, не имеющих стока.

Классификация вод осуществляется не только по уровню жесткости, но и с учетом ее гидрохимического состава. По данному признаку различают следующие разновидности:

Общая.
Временная (карбонатная).
Постоянная (не карбонатная).

Для каждого типа характерно определенное соотношение содержания солей кальция, магния и других. Соответственно методы уменьшения жесткости воды зависят от ее вида, и состав оборудования для конкретного случая определяется с учетом реальных показателей. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Общая жесткость воды

Исследуемый показатель в значительной мере зависит от гидрохимического состава жидкости и уровня насыщения солями кальция и магния. Общая жесткость - это свойство воды, определяемое суммарным содержанием гидрокарбонатов и других соединений названных элементов. Данная характеристика имеет две составляющие:

Карбонатная (временная). Связана с наличием в жидкости гидрокарбонатов кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺), которые при нагревании и кипячении образуют CaCO₃ и Mg(OH)₂ с выделением углекислого газа (CO₂).
Некарбонатная (постоянная). Определяется присутствием фосфатов, хлоридов, сульфатов, силикатов и нитратов этих щелочноземельных металлов.

Перечисленные соли, определяющие общую жесткость воды, при кипячении не разлагаются и их удаление из жидкости требует иных методов. Для численного выражения этого показателя используют специальную физическую единицу 1 ммоль-экв./л, которая соответствует содержанию 20,04 мг/л катионов кальция либо 12,16 мг/л катионов магния.

Общая жесткость подземных вод (в некоторых регионах), а также морских и океанских может достигать 80 и даже 100 ммоль-экв/л, что делает их непригодными для использования. В тоже время в реках и озерах, находящихся в таежных районах данный показатель находится на уровне от 0,1 до 0,2 ммоль-экв/л. Такой водой практически невозможно смыть мыльный раствор.

Временная жесткость (карбонатная)

Природная вода содержит значительное количество катионов щелочноземельных металлов. Временная (магниевая и кальциевая) жесткость воды - это показатель присутствия в жидкости гидрокарбонатов названных химических элементов. При нагревании растворимость этих соединений (при уровне pH превышающем 8,3 единицы) существенно уменьшается, и они переходят в следующие формы:

осадок хлопьевидный;
беловатая пленка на поверхности;
кристаллическая накипь.

Временная жесткость воды по кальцию и магнию при этом полностью устраняется - отсюда собственно и название. Помимо кипячения уменьшить означенный показатель возможно используя ионообменные методы и технологии обратного осмоса.

Постоянная жесткость (некарбонатная) воды

Помимо гидрокарбонатов кальция и магния в источниках водоснабжения присутствуют в значительных количествах соли азотной, серной и соляной кислоты. Под некарбонатной жесткостью воды подразумевается суммарное содержание этих химических соединений. Последние при нагревании остаются в растворенном состоянии и не выпадают в осадок.

Некарбонатная жесткость воды именно поэтому и называется постоянной, а для ее устранения необходимо специальное оборудование. Существенно уменьшить концентрацию этих растворимых соединений возможно при использовании ионообменных технологий и деминерализации. Особенно высока эффективность у современных систем умягчения.

Действующие нормативы жесткости воды

Нормы жесткости, характеризующие качество источников водоснабжения, регламентируются во всех развитых странах. В Российской Федерации принят ГОСТ 31954-2012, которым устанавливаются предельные значения общей жесткости воды и определяются способы ее вычисления. Этим документов утверждены два метода: комплексонометрический - основной и атомной спектрометрии - арбитражный.

Жесткость общая воды в части гигиенических норм устанавливается требованиями СанПиН 2.1.4.1075-01, утвержденным Постановление от 26.09.2001 года. Суммарный показатель содержания солей щелочноземельных металлов не должен превышать предельно-допустимых концентраций, которые определены в размере 7,0 и 10,0 мг-экв./л. Второе значение может быть установлено только по решению главного санитарного врача с учетом используемой технологии водоподготовки для конкретного населенного пункта.

Расчет жесткости воды

При определении общей жесткости воды допускается применение вычислительных методов. Этот показатель измеряется в ммоль/дм³ или моль/м³ и описывается следующей формулой:

Ж_О = [Ca²⁺] + [Mg²⁺] = Ж_К + Ж_НК;

Данное уравнение позволяет вычислить среднюю жесткость воды, в ней приняты следующие обозначения:

Ж_О - общая.

Ж_К - карбонатная (временная).

Ж_НК - некарбонатная (постоянная).

Для того чтобы рассчитать общую жесткость воды необходимо знать молярную масса катионов кальция и магния, а также анионов сернистой кислоты. Результаты вычислений могут быть использованы для определения наиболее подходящего метода ее очистки. Подобные расчеты проводятся специалистами профильных лабораторий на основании опытных данных.

Методы определения уровня жесткости воды

Как определить жесткость воды? Точная оценка количественных параметров содержания солей производится специализированными лабораториями. В соответствии с ГОСТ 31954-2012 общая жесткость воды определяется комплексонометрическим методом в такой последовательности:

Проба разделяется на две равные части.
В химическую колбу наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют к нему 5 мл буферного раствора и сухой индикаторной смеси в количестве 0,06-0,10 г. Получившийся состав титруется трилоном Б.
Аналогичные действия выполняются в отношении второй части пробы в другой лабораторной посуде. Добавление трилона Б осуществляется в два приема: сначала - на 0,5 см3 меньше, чем при исследовании первого образца. После тщательного перемешивания вводится остаток.

Обработка результатов, полученных с использованием описанного метода определения общей жесткости воды, выполняется по следующей формуле:

Ж = M•K•Vтp/Vnp,

где M - коэффициент пересчета;

K - коэффициент поправочный;

Vтp - объем трилона Б, использованного для титрования;

Vnp - количество исследуемой воды из пробы.

Результат испытаний согласно данному методу определения общей жесткости в питьевой воде, а также технической, вычисляется как среднеарифметическое от двух полученных значений. Это позволяет минимизировать погрешность расчетов.

Бытовые способы умягчения воды

Высокая соленость и жесткость воды, используемой в пищу и в хозяйственно-бытовых целях, может принести вред здоровью и привести к выходу из строя бытовой техники. В домашних условиях уменьшить этот показатель можно путем термической и химической обработки исходной жидкости.

Устранимая жесткость воды - карбонатная (временная) снижается при длительном кипячении. В процессе нагрева гидрокарбонатные соединения кальция и магния распадаются и переходят в твердое состояние. Они образуют накипь на стенках посуды, хлопьевидный осадок и поверхностный налет. Последние легко удаляются фильтрованием или отстаиванием.

Химическая обработка в целях снижения жесткости исходной воды выполняется при помощи извести и соды. Первый реагент обеспечивает умягчение жидкости с незначительным содержанием некарбонатных и высокой насыщенностью карбонатными соединениями. Для повышения эффективности данного метода дополнительно применяются реагенты коагулянты.

Комбинирование извести и пищевой соды позволяет уменьшить общую жесткость речной или колодезной воды до значений 1,4-1,8 мг экв./л. Химическая обработка обеспечивает улучшение качества жидкости по данному показателю, но требует очень точной дозировки реагентов. Кроме того она непригодна для приготовления пищи и питья.

Профессиональные методы снижения жесткости воды

Качественное умягчение исходной воды до требуемого уровня возможно только при использовании специального оборудования - фильтров от жесткости воды. Довести показатели жесткости до соответствия требованиям упомянутого СанПиН и "ГОСТ вода питьевая" позволяют следующие технические устройства:

Фильтры умягчения.
Ионообменные фильтры.
Системы обратного осмоса.

При выборе установки для снижения жесткости воды, прибором для ее определения устанавливают точный гидрохимический состав и количественное содержание солей. Оборудование подбирается по результатам испытаний и с учетом требований заказчика к качеству обработанной воды.

Фильтры умягчения

Процесс уменьшения общей жесткости воды должен быть достаточно эффективным и недорогим. В настоящее время основным способом умягчения является метод натрий-катионирования (фильтры умягчения), который применяется и в быту, и в промышленных масштабах. Поток воды пропускается через ионообменные колонны, где происходит замещение кальция и магния катионами натрия. На поверхности полимерных смол происходят следующие химические реакции:

Ca²⁺ + 2RNa = 2Na⁺ + R₂Ca

Mg²⁺ + 2RNa = 2Na⁺ + R₂Mg

В результате общая жесткость доводится до уровня питьевой воды по ГОСТу, что делает возможным ее применение для приготовления пищи и хозяйственно-бытовых нужд.

Такие фильтрующие колонны применяются в составе многоступенчатых систем, в которых вода сначала очищается от механических примесей и железа. Это позволяет повысить ресурс основных картриджей, который естественным образом уменьшается в процессе расходования ионов натрия и накопления ионов жесткости. Для восстановления свойств ионообменных смол в системе предусмотрены баки с раствором поваренной соли, клапаны и блоки управления.

Когда датчик фиксирует повышение жесткости воды в ppm, подача ее перекрывается и производится обратная промывка содержимого колонны солевым раствором. После восстановления характеристик полимерных гранул, подача реагента прекращается. Открывается клапан и возобновляется процесс умягчения.

Управление работой такого фильтра, обеспечивающего уменьшение общей жесткости природной воды, в зависимости от комплектности осуществляется в автоматическом или в ручном режиме. В первом варианте используются электронные датчики и электроклапаны. Во втором случае переключение установки в режим регенерации выполняется человеком по истечении определенного периода времени.

Ионообменные фильтры

Данный метод умягчения по принципу действия в значительной мере аналогичен описанному выше. Замещение ионов, обуславливающих жесткость воды, в них происходит с помощью многокомпонентных смол типа Ecomix или Ecotar. В состав этих фильтрующих загрузок входят следующие материалы:

Смола инертная обеспечивает обезжелезивание воды.
FerroSorb удаляет соединения железа и марганца.
HumiSorb нейтрализация органических примесей.
Смола ионообменная для умягчения воды.
Песок кварцевый в виде подложки, обеспечивающей равномерное распределение потоков жидкости.

Применение многокомпонентных составов для фильтрующих установок позволяет снизить общую жесткость воды за счет реакции замещения катионов кальция и магния. Данная технология более универсальна в сравнении с фильтрами умягчения, однако и менее эффективна. При этом финансовые затраты на ее приобретение и содержание выше нежели у специализированных элементов.

Обратный осмос

Использование полупроницаемых мембран обеспечивает высочайший уровень очистки жидкости от всех видов примесей. В современных системах обратного осмоса показатели общей жесткости воды после кондиционирования на мембранах типа DRO-4040 или DRO-8040 снижаются более чем на порядок. Такие установки применяются для опреснения соленых воды (океанских, морских, озерных и подземных).

Мембраны имеют пористую структур, пропускающую только молекулы воды и задерживающую соединения кальция и магния (гидрокарбонатные и соли кислот). В результате происходит снижение общей жесткости воды до значений, делающих возможным ее применение в фармацевтике и микроэлектронике. Пермеат практически не содержит микроэлементов и нуждается в минерализации для питья и приготовления пищи.

Такие показатели, существенно превосходящие ГОСТ для питьевой воды по общей жесткости, явно избыточны. С учетом высоких начальных затрат на приобретение, монтаж и последующее обслуживание использовать установки обратного осмоса в быту экономически невыгодно. Гораздо эффективнее для таких целей применять традиционные фильтры умягчения.

Что такое общая жесткость воды

Получив представление о жесткости воды, и как она влияет на организм, а также на бытовую технику и другое оборудование, приходим к выводу о необходимости ее нормализации. Кустарные методы (кипячение или химобработка) не обеспечивают надлежащего качества воды. Кардинальное решение проблемы возможно только при использовании современных фильтрационных установок.

Компания Diasel Enginereeng предлагает высокоэффективные системы водоподготовки: фильтры умягчения и ионообменные, а также обратноосмотические. Мы предоставляем полный комплекс услуг по проектированию установок, подбору, монтажу и запуску оборудования. Наши специалисты обеспечивают их сервисное и гарантийное обслуживание. Перейти в раздел "Контакты".

что это такое, как определить вид общей жесткости и в чем она измеряется, таблица определения норм в единицах измерения, какой вред человеку наносит и как устранить

Сегодня мы расскажем о понятии «жесткость воды», что это такое, ее виды, в каких единицах измерения ее определяют, есть ли допустимые нормы для питья, а также чем она плоха и какой вред для человека она может нанести. С данным термином мы сталкиваемся практически ежедневно при просмотре рекламы, а также при использовании порошка или моющего средства для посудомоечной машины, при установке фильтра. Но зачастую мы не подозреваем, какой показатель именно у нас – общий по городу или индивидуальный.

Вторая распространенная проблема, когда сталкиваются с данной характеристикой, – при монтаже собственной, индивидуальной точки доступа к скважине или колодцу. Обычно требуется произвести химический анализ, чтобы определить, какая фильтрационная система необходима. И при высоком содержании примесей (кальция и магния) требуется специальное оборудование для устранения данных солей. Но если вам не подскажет это специалист, необходимо самостоятельно разобраться в теме. Давайте это и сделаем.

Жесткость воды – что это такое

Это совокупное физико-химическое свойство жидкости, которое предопределяет ее использование и возможности эксплуатации в различных условиях, питьевое качество. Согласно второму определению, это уровень содержания в водном растворе примесей – солей щелочноземельных металлов (они в мельчайших фракциях находятся в подземных слоях), магния, кальция, а также других элементов, которые полностью не растворяются. Для этого следует понять, что Н2О – это только в учебниках химии, а в жизни химический состав гораздо более разнообразен.

Как понять, что вода жесткая, и что это значит? Легко определить повышенную жесткость можно в домашних условиях обычным кипячением. Если по краям после такого теста остался белый след, который красится как меловая крошка, то, скорее всего, это кальциевые отложения.

Данное свойство очень важно с точки зрения хозяйственного значения и потребительских качеств. Особенно это значимо с двух сторон:

для здоровья потребителей при употреблении в качестве напитка, а также при использовании в гигиенических процедурах, ведь волосы после мытья такой водой могут стать безжизненными и сухими, а кожа грубой;
для долговечности работы нагревательных элементов в стиральной и посудомоечной машинах (ТЭНы), чайниках и иных нагревателях – на них образуется накипь и они быстро выходят из строя.

Также это оказывает негативное воздействие на качество стирки, поскольку химические элементы препятствуют протеканию нормальной реакции стирального порошка, он может слабо вспениваться или недостаточно хорошо проникать в структуру ткани и избавлять ее от загрязнений.

Окружающая природа, горные породы и залежи различных полезных минералов совершенно разные на каждом участке гидродобычи (это зависит от почвы, близлежащих предприятий, глубины пролегания источника), поэтому в разных водоемах и жесткость различная. Именно по этой причине перед использованием обязательно берут пробы, делают химический анализ образца на наличие вредных веществ. Угадать наверняка без этого очень сложно, но можно указать на такую закономерность – чем глубже пролегают грунтовые воды, тем они более жесткие, на поверхности они мягче, поскольку протекают через меньшее количество различных земельных слоев.

Вторая тенденция характерна для природных, естественных водоемов и связана с таянием снегов и дождями. Максимальный показатель зимой, а минимальный – весной сразу после схода льда.

Дадим еще один простой вариант определения, каких примесей больше – магния или кальция. Магниевые соли хуже растворяются, поэтому дают осадок, также они имеют горький привкус.

А теперь посмотрим на сравнительную таблицу:

Градусы dH

Характеристика воды

Жесткость в мг. х экв/л

Аналог в ppm

13 – 22

Жесткая

8 – 12

210 – 320

9 – 12

Средняя

4 – 8

140 – 210

5 – 8

Мягкая

1,4 – 4

70 – 140

Шкала жесткости воды или как определить параметр по таблице

Сперва дадим график, согласно которому любую жидкость можно разделить на классы:

Alkaline – щелочная, она же карбонатная. Степень определяется наличием и концентрацией карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния. Особенность в том, что данные микроэлементы выпадают в осадок сразу после кипячения, поэтому такие водные растворы также называют непостоянными или временными.

Вторая часть шкалы Acidic – то есть, кислотосодержащая или некарбонатная. В ее составе не карбонаты и гидрокарбонаты, а кислотные соли на основе вышеперечисленных химических веществ. И они более устойчивые.

И есть также общая – она включает суммарное количество примесей. Чаще всего в бытовых ситуациях определяется именно последняя, то есть итоговая сумма микроэлементов. Но в ряде ситуаций имеет наибольшее значение именно одно состояние магниевых и кальциевых солей, их соединения. Если в анализе жидкости или в иной ситуации вы видите такую шкалу, то можно ориентироваться по цветам и картинке выше. То есть от 0 до 7 вы имеете дело с кислотными солями, а с 7 до 14 – с гидрокарбонатами.

Единицы измерения

Мы объяснили, какую воду называют жесткой, чем обусловлена общая жесткость и какие виды различают, теперь обсудим, в чем измеряется показатель и что на него влияет.

К сожалению, нет мирового стандарта, поэтому, используя аппаратуру европейского изготовления, будьте готовы к непонятным на первый взгляд обозначениям. Российскими учеными были установлены следующие единицы – моль на кубический метр. А перед этим ставится число, которое соответствует значению перевоплощения в миллиграммы на литр. А что можно встретить еще:

d° или dH – придумали в Германии, но применяют на всей территории Запада;
f° – пишут во Франции;
ppm CaCO3 – используют в США.

Жесткость: виды

По количеству примесей можно разделить воду на:

Мягкую. Она соответствует небольшой доли микроэлементов в составе. Получить ее можно после многочисленной обработки – специальной фильтрации, перегонки или многоразового кипячения, когда из-за термального воздействия карбонаты выпадают в осадок. Наибольшая мягкость у дождевой воды. Стоит отметить, что она благотворно воздействует на кожу, волосы, а также на здоровье в целом.
Среднюю. Это самый распространенный вариант, который считается приемлемым для бытовых и промышленных нужд. Именно поэтому такого качества жидкость идет по городскому и, вероятнее всего, по частному трубопроводу. Она вполне пригодна для приготовления пищи. В большинстве открытых природных водоемов вода тоже преимущественно средней жесткости.
Жесткую. В ней либо искусственным путем растворяют примеси, либо влага проходит через такие слои почвы, что сама быстро приобретает высокую концентрацию веществ. Самым распространенным вариантом можно считать морскую воду.

Как измерить и понять, допустимая или повышенная жесткость – способы

Представляем три варианта:

Наиболее точный – заказать лабораторный анализ. Во время пристального изучения будет произведен разбор на химические вещества, поэтому справка не только покажет общий показатель, но и конкретное содержание микроэлементов – какие и в каком объеме присутствуют в образце. Необходимо делать такую экспертизу владельцам частных домов при оборудовании скважины или колодца и заказе фильтрационной системы.
Быстрый и доступный каждому. Для этого стоит приобрести тестер в виде бумажной полоски. Его нужно опустить в жидкость, подождать указанный период, а затем определить цвет индикатора. Дело в том, что на активную части нанесен реагент, который вступает в реакцию и показывает количество примесей. Минус в сложности интерпретации и достаточно неточных результатах.

Домашний химический опыт. В два одинаковых мерных стакана следует нарезать по одному грамму хозяйственного мыла 72%. Затем залейте их подогретой водой – в одну емкость дистиллированной, во вторую водопроводной. В первом бокале будет уровень 7 см. А во втором – остановитесь вливать жидкость в тот момент, когда появится мыльная пена. Затем измерьте разницу влитой влаги. Каждый 1 см раствора соответствует двум °dH.

Какая должна быть оптимальная жесткость воды – норма

Как и единиц измерения, так и стандартов для всего мира общих нет. Зато в России в 2014 году появились жесткие нормативы, закрепленные ГОСТ 31865-2012. В нормативном документе показатель указывается в градусах и обозначается как °Ж. Он соответствует одному мг-экв/л. Посмотрим на таблицу нормативов, принятых у нас и в Америке:

Качество жидкости

Границы в России, в мг-экв/л

Пределы в США, в мг-экв/л

Мягкая (Soft)

<1,2

Средняя (Moderate hardness)

От 2 до 10

От 1,2 до 2,4

Жесткая (Hard hardness)

>10

От 2,4 до 3,6

Очень жесткая (Very Hard hardness)

Нет нормы

>3,6

Как видим, российские требования гораздо более мягкие. Именно по этой причине бытовая техника, произведенная в Америке, служит гораздо меньше в контакте с нашим трубопроводом, чем у себя на родине.

Сравнивая европейские показатели, на примере Германии, мы сталкиваемся с такой же проблемой – у нас слишком гибкие рамки среднего качества. Таким образом, фактически любая водопроводная вода подходит под норматив.

Но употреблять такую жидкость попросту небезопасно, поэтому не стоит надеяться на государственные нормы, берегите здоровье своих домочадцев самостоятельно. Для этого устанавливайте системы фильтрации – обратитесь в компанию «Вода Отечества» для комплексной услуги установки фильтрационной системы на вашем участке.

Нормы для питьевой воды

Данный показатель регулирует не столько ГОСТ, сколько Всемирная Организация Здравоохранения и СанПиН. По рекомендации ВОЗ в одном литре жидкости для питья не может быть растворено более 30 мг магния и 80 мг кальция. А СанПиН 2.1.4.1074-01 предопределяет до 50 мг на магниевые отложение, кальциевые соли не регламентируются. Зато указана общая жесткость – до 7 градусов.

Влияние жесткой и мягкой воды – как отличить, рекомендации

ВОЗ утверждает, что употреблять необходимо только жидкость низкой или средней жесткости с установленными границами для примесей. Не всегда водопроводный ресурс, к сожалению, соответствует этим нормативам. Негативные последствия использования воды с повышенной жесткостью приводят к:

скорым поломкам бытовой техники – часто приходится заменять нагревательный элемент;
неисправностям инженерных систем – стенки труб постепенно разрушаются из-за образования отложений, а также засоряются;
испорченному здоровью;
мелким неприятностям – например, меняется вкус еды или качество постиранных вещей (моющий состав хуже пенится), мягкость вымытых волос.

Рекомендуем не дожидаться негативного воздействия и установить мощную систему фильтрации. Также стоит использовать не водопроводную, а специально подготовленную для питья жидкость, а при стирке или во время запуска посудомоечной машины добавлять специальные средства от накипи.

Вред для человека

Если соли поступают в чрезмерном количестве, они не успевают выводиться естественным образом и скапливаются в мочевых протоках и пузыре, почках – так начинается мочекаменная болезнь.

При умывании кожа становится более сухой, может образоваться раздражение. А на волосах появляется корочка, которая препятствует их естественному увлажнению и питанию подкожным жиром. Они становятся безжизненными.

Мясо, приготовленное в водном растворе с большим содержанием кальция, хуже усваивается организмом.

Как избавиться от жесткости воды и от чего она зависит

Если перед вами стоит вопрос что делать непосредственно с водопроводной жесткой водой, то выходов из ситуации не много:

поставить фильтр внутри квартиры, регулярно проверять систему и менять кассеты;
кипячение – стоит учесть, что данным способом можно убрать только карбонатный осадок, он останется внизу чайника или на его стенках, но если примесь в виде магниевых и кальциевых солей, способ не подходит;
заморозка – емкость следует проморозить так, чтобы на 90% образовался лед, а остальные 10% – слить, ведь именно концентрированный раствор замораживается медленнее всего.

Как повысить и понизить жесткость в аквариуме

Аквариумные рыбки – очень прихотливые создания, даже морские виды. У них всегда есть пределы, родной ареал обитания. Если вы хотите, чтобы они жили и размножались, следует воссоздать все необходимые условия.

Если нужно увеличить показатель солей, на дно можно положить известняк или мрамор, добавить хлористый кальций или магнезию.

В обратном случае придется прибегнуть к одному из вышеперечисленных трех способов. Чем больше объем резервуара, тем выгоднее будет создание фильтрационной системы.

Как избавиться от примесей в скважине

При бурении индивидуальной точки доступа к ресурсу просто необходимо делать предварительный анализ. Очень часто от этого зависит выбор расположения, а также глубина пролегания труб и насоса. Но если на участке испорченные грунтовые воды, поскольку они протекают через многочисленные солесодержащие почвенные слои, то и выбор места особенно не поможет, нужно производить фильтрацию. Обратитесь в компанию «Вода Отечества», чтобы специалисты выбрали для вас индивидуальное комплексное решение.

Методы устранения жесткости

Их несколько, все – эффективные. Выбирать следует, ориентируясь на конкретные показатели и степень эксплуатации – постоянно или сезонно.

Термоумягчение

Иными словами, это обычное кипячение. Следует немного приоткрыть крышку и ждать полного осадка примесей. Но если концентрация превышает 4 мл на литр, то способ не эффективен, поскольку испарение влаги произойдет быстрее, чем полное осаждение частиц.

Реагентное умягчение

В качестве реагентов чаще всего выступает обычная пищевая сода и известь. Они поочередно вводятся в раствор, отдельные химические элементы вступают с ними в реакцию с высвобождением Н2О и выпадают в осадок.

Катионирование

Это обессоливание с использованием катионов натрия или водорода. В первом случае это добавление обычной поваренной соли – что недорого, а также просто в утилизации продуктов регенерации.

Обратный осмос

В качестве фильтра выступает мембрана из ацетилцеллюлозы. С ее помощью достигается практически дистиллированная чистота. Такие установки небольшие, они хорошо берегут энергию. Но есть и минус – из раствора убираются практически все микроэлементы, а они важны для жизнедеятельности.

Электродиализ

Экологичный способ обессоливания. Он основывается на том, что вещества (положительные и отрицательные ионы) притягиваются к электродам под воздействием электрического заряда.

Дистилляция

Это промышленная перегонка жидкости. В ходе нагрева образуется водяной пар. Он впоследствии охлаждается и собирается как конденсат.

Вместо заключения

Мы рассказали, от чего зависит жесткость воды, чем она опасна и как ее устранить. Завершая тему, посмотрим видео:

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 железо, мутность и марганец, вы также можете узнать подробнее в нашем блоге.

Жёсткость воды - единицы измерения, методы устранения и последствия для здоровья

На чтение 8 мин. Просмотров 1.2k. Обновлено 25 ноября, 2020

Обычная вода состоит не только из атомов водорода и кислорода, в ней так же присутствует большое количество различных примесей. Именно наличие примесей определяет жесткость воды, а единицы измерения (°Ж – градус жёсткости) показывает, насколько этот показатель превышает допустимые нормы.

Жёсткость воды требуется определять не только инженерам, которые занимаются прокладкой коммуникаций, но и обычной людям в быту. Если мы используем электрический чайник или стиральную машину с функцией нагрева воды, то все это может выйти из строя, если данный показатель будет слишком высок. Даже хорошо растворить мыло в такой воде у вас вряд ли получится.

О том, как определить уровень жесткости водопроводной воды, а также о методах борьбы с большим содержанием примесей будет подробно рассказано в данной статье.

Жёсткая и мягкая вода – в чём разница

На количество соли в воде влияет наличия растворённых в ней элементов кальция и магния. Значительно повысить этот показатель может также наличие гидрата железа, содержание которого в артезианских водах бывает избыточным.

В том случае, когда таких примесей содержится незначительное количество, её называют “мягкой”. Этот показатель обычно разделяется на 3 категории:

Мягкая.
Средняя.
Жёсткая.

Мягкая – это дождевая или полученная в результате перегонки жидкость. В такой воде практически отсутствуют минеральные примеси.

В большинстве случаев она может получиться и в результате длительного кипячения или добавления специальных химических реагентов.

Средняя – встречается наиболее часто в водопроводных системах, а также в родниковой и артезианской воде.

Жёсткая – к данной категории относится морская, океанская, а также вода вытекающая из пластов породы богатой минеральными отложениями. В ней может быть растворено большое количество солей. Если брать в процентном соотношении, то соленость может достигать до 33% от общего объема.

Рассмотрим разновидности жёсткости

Этот показатель принято разделять на следующие категории.

Постоянная – является неизменным показателем, который зависит от содержания сульфатов и хлоридов.
Временная – обусловлена содержанием бикарбонатов кальция и магния. Название этот вид жёсткости получил за способность практически полностью нейтрализоваться в результате кипячения.
Жёсткость общая – получается в результате сложения показателей постоянной и временной.

Для того чтобы точно определить этот показатель, необходимо знать какими единицами измерения это можно сделать.

Единицы измерения жёсткости

Для правильного подсчёта уровня жёсткости необходимо определить концентрацию катионов кальция и магния. В настоящее время этот показатель определяется в следующих единицах измерения:

Моль/м3 (моль на кубический метр) – применялся в России до 2014 г.
°Ж (градус жёсткости) – данная единица измерения используется в России с 2014 г.
dH (немецкий градус) – единица измерения используется в странах Европы.
fo (французский градус) – также применяется в европейский странах.
ppm CaCO3 (американский градус) – единица измерения используется в североамериканских штатах.

Следует отметить, что в нашей стране выражение общей жёсткости моль/м3 стало использоваться только с 1952 года. До этого времени расчёты осуществлялись в градусах, которые были равны современному немецкому градусу.

С 2014 года в России действует международный стандарт подсчёта жёсткости, который выражается в градусах (°Ж). Один градус равен 1/2 миллимоля на литр жидкости, поэтому подсчитать уровень концентрации вещества в жидкости не составит большого труда.

Причины появления жёсткости воды

При круговороте воды в природе жидкость превращается в пар и поднимается в верхние слои атмосферы. После конденсации она выпадает в виде осадков и не содержит примесей влияющих на жёсткость, но проходя через слой земной коры, жидкость растворяет различные породы, в которых содержатся калий и магний. Насыщаясь этими элементами вода увеличивает свою жёсткость. В море она всегда жёсткая по причине большой концентрации хлорида натрия.

При необходимости снизить концентрацию ионов калия и магния, можно применить различные методы уменьшения количества солевых примесей.

Методы устранения жёсткости

Для борьбы с чрезмерным содержанием солей применяются следующие методы:

Кипячение – полностью устраняет временную жёсткость. Данный процесс сопровождается обильным выпадением осадка на дне и стенках резервуара, где происходит кипячение.
Химическим путём – уменьшить количество солей можно с помощью гашённой извести. Если к извести будет добавлена сода, то можно избавиться и от постоянной жёсткости
Заморозка – данный метод позволяет легко справиться с постоянной жёсткостью. Чтобы смягчить воду достаточно заморозить её до такого состояния, когда будет не более 10% воды, а 90% льда. Затем незамерзшая жидкость сливается, а вода в твёрдом состоянии растапливается и используется по назначению.
Перегонка – все соли являются нелетучими веществами, поэтому достаточно воду сначала превратить в пар с помощью нагрева, а затем конденсировать.
Электромагнитный способ – для смягчения жидкости используется электромагнитное поле. Данный способ уменьшения солей в воде применяется наиболее часто в котельных установках.
Катионный обмен – высокоэффективный способ очистки воды от избыточного количество солей. Очищение происходит при пропускании воды через слой катионита.

Любой из предложенных способов умягчения воды позволяет справиться с высоким уровнем этого показателя, но для очистки от солей питьевой воды химический способ обычно не применяется.

Как влияет жёсткость на качество воды

Жёсткость питьевой воды влияет, прежде всего, на её вкусовые качества. Порог вкуса ионов кальция находящихся в питьевой воде составляет 2-6 мг-экв/л. Порог вкуса для ионов магния значительно ниже, поэтому самой приятной на вкус питьевой водой считается та, в которой этот показатель равен от 1,6 до 3 мг-экв/л.

В некоторых случаях вода с жёсткостью до 10 мг-экв/л может использоваться в качестве питьевой, но длительное её употребление может негативно влиять на здоровье человека. Слишком жёсткая вода нежелательна для применения в устройствах нагрева жидкости. Электрические чайники, бойлеры, стиральные и посудомоечные машины обязательно имеют в своей конструкции ТЭН, который в кратчайшие сроки “обрастает” отложениями, и процесс нагрева жидкости осуществляется менее эффективно.

Длительная эксплуатация электро нагревателя со значительным слоем накипи приводит к перегреву элемента и выходу его из строя. К счастью, для очистки от накипи достаточно растворить 2 пакетика лимонной кислоты в 1 литре воды и хорошо прокипятить чайник или любой другой водонагреватель. После чего следует тщательно промыть прибор и использовать его далее по назначению.

Смотреть видео

Негативно влияет высокое содержание солей воды и на процесс стирки. Растворение моющего вещества в воде богатой ионами калия и магния приводит к чрезмерному образованию пены. Пена способствует образованию налёта на элементах стиральной машины, который также может негативно влиять на работоспособность некоторых узлов этого бытового прибора.

Последствия для здоровья человека

При длительном употреблении жёсткой воды в организме человека наблюдаются серьёзные отклонения от нормы, которые прежде всего проявляются в работе следующих органов:

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) – при соединении солей входящих в состав жёсткой воды с животными жирами образуются соли жирных кислот, которые обволакивая стенки желудка и кишечника, препятствуя нормальной ферментации и значительно затормаживают перистальтику. В результате в организме накапливаются вредные вещества и шлаки, развивается дисбактериоз.
Работа суставов – некоторые виды солей попадая в организм человека образуют неорганические вещества, которые со временем вытесняют синовиальную жидкость из суставов. В результате такого замещения происходит обрастание суставов кристаллами, которые вызывают сильную боль при движении. Длительное употребление жёсткой воды может привести к заболеванию артритом и полиартритом.
Сердечно-сосудистая система – при значительном увеличении показателя жесткости питьевой воды, работа сердца ухудшается, вплоть до проявления выраженной аритмии.
Состояние кожных покровов – жёсткая вода приводит к преждевременному старению кожи. Негативное воздействие наблюдается как при приёме жидкости внутрь, так и при мытье посуды. При контакте средства для мытья посуды с жёсткой водой образуется плёнка, которая при оседании на кожу долгое время оказывает негативное влияние на верхние слои эпидермиса.
Образование камней в почках – данное утверждение является мифом, который развенчан благодаря работе учёных. Процесс камнеобразования не зависит от качества питьевой воды. Камни в почках образуются в основном из-за нехватки кальция в организме. В результате дефицита этого элемента происходит вымывание его из костей с оседанием в мочевыводящей системе.

Смотреть видео

Всех перечисленных недугов и болезненных состояний можно избежать, если использовать многоступенчатую фильтрацию воды. Применение таких устройств не будет стоить слишком дорого, а вот лечение различных патологий может обойтись в значительные суммы денег.

Методы определения жёсткости воды

Чтобы избежать негативного влияния на здоровье жёсткой воды, а также продлить срок эксплуатации нагревающим приборам, необходимо определить примерное количество солей калия и магния растворённых в жидкости. Сделать это на вкус довольно проблематично, ведь изменения могут быть выявлены таким способом только в случае превышения определённого значения.

Чтобы определить в домашних условиях большое содержание солей калия, магния и натрия можно воспользоваться следующими методами:

Попытаться растворить мыло в воде, если пена не образуется, то вода очень жёсткая и употреблять её не следует.
Если в чайнике и других приборах образуется большое количество накипи в течение небольшого промежутка времени, то вода, однозначно, превышает безопасные показатели этого значения.
С помощью индикаторных полосок можно более точно определить количество солей в жидкости, но такой метод потребует небольших финансовых расходов. Для проведения опыта достаточно опустить индикаторную полоску в воду на несколько секунд, а через минуту сравнить её цвет с имеющейся в инструкции таблицей.

Смотреть видео

Заключение

Очень важно знать какой жёсткости вода используется для питья, а так же в котлах отопления и в других водонагревательных приборах. Необходимость применения точных единиц измерения для проведения вычислений в домашних условиях не всегда обязательно.

В химической промышленности и на других высокотехничных производствах, наоборот потребуется знать количество растворённых в воде солей до миллиграмма, поэтому можно использовать любые единицы измерения этого показателя, предложенные в данной статье, чтобы определить и, при необходимости, снизить количество солей в воде.

Смотреть видео

Жесткость воды

Есть разные типы жесткости воды:

● TH	–	Общая жесткость
● CH	–	Карбонатная жесткость	(временная жесткость)
● 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, частей на миллион	=	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 отображается 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 , которые делят 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, ° 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.

Нкарбонатная жесткость NCH

И общая жесткость, и щелочность (т.е.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 ) .

Альтернативное толкование. Некарбонатная жесткость - это мера превышения сильных кислот над сильными основаниями:

(8)	NCH = сильные кислоты - сильные основания

При анализе воды сильных кислот проявляют себя в присутствии некарбонатных анионов, таких как сульфат, хлорид, нитрат. С другой стороны, сильных оснований обозначены одновалентными катионами (например,г. 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 стандартную терминологию 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.

Чтобы решить эту проблему, терминология твердости должна быть расширена за счет дополнительной величины - псевдотвердости PsH (или «кажущейся твердости»). 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 «стандартное уравнение твердости» (4):

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

Важно отметить, что PsH и NCH взаимоисключают 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 практически 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 Start . Программа жалуется на ненулевой CBE, и мы устанавливаем точный баланс заряда, регулируя DIC (что снижает щелочность с 2.От 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 пример вода C1.sol и добавить 2 мМ NaOH (с кнопкой Reac ) ^.

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

CH = 4,45 мэкв / л

TH = 3,26 мэкв / л

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

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 Output2 ):

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 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 для отображения результатов 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) Английский градус (° Кларк): 1 ° в. Д. = 10 мг CaCO ₃ в 0.7 л

(15д) 1 часть на миллион CaCO ₃ (норма 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:

(16а) 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: 15 декабря 2020 г.]

.
Как рассчитать жесткость воды

Слышали ли вы о термине «жесткая вода»? Что ж, вода содержит большое количество минералов, включая кальций и магний. Он также встречается во многих различных источниках воды по всему миру.

Хотя жесткая вода не вызывает болезней, она может вызвать различные проблемы в бытовой технике или на производстве. Например, он может разрушить тяжелую технику, что приведет к дорогостоящему ремонту. Он даже образует меловые отложения на обогревателях или водопроводе, что не позволяет мылу быстро образовывать пену.

Чтобы решить эту проблему, вам необходимо обработать воду. Но прежде чем приступить к поиску смягчителя воды; Давайте покажем вам, как рассчитать жесткость воды .

Что такое жесткость воды?

Жесткость воды можно определить как количество растворенных в воде минералов. Обычно жесткая вода содержит большое количество кальция и магния. Когда вы моете тело этой водой, вы можете почувствовать ее воздействие на свою кожу.

В зависимости от количества минералов вы можете почувствовать пленчатый осадок на коже, особенно после мытья с мылом.Это ощущение возникает из-за того, что мыло вступает в реакцию с кальцием в воде, образуя «мыльную пену». В результате вам придется использовать дополнительное моющее средство или мыло с жесткой водой.

После мытья посуды в посудомоечной машине вы можете обнаружить на ней странные пятна. Эта пленка, также известная как остатки жесткой воды, имеет уродливый вид. Однако это не представляет опасности для вашего здоровья.

Как упоминалось ранее, дома и предприятия заботятся о жесткости воды. В конце концов, при нагревании вода образует густой осадок карбоната кальция или известкового налета.

Накипь может повредить оборудование, увеличить ваши счета за коммунальные услуги и повлиять на эффективность вашего водонагревателя. Он также может заблокировать вашу сантехнику и придать кофеварке некрасивый вид.

Чтобы вернуть кофеварке ее первоначальный вид, люди время от времени подбрасывают уксус в кастрюлю. Поскольку это вещество обладает кислотными свойствами, оно действует за счет накипи. Затем заряженные частицы движутся к молекулам воды, благодаря чему накипь легко смывается.

Есть ли преимущества у жесткой воды? Да, он предлагает жизненно важные минералы, которые выполняют функции в организме человека.Эксперты даже рекомендуют пить воду как способ увеличить содержание минералов в организме.

Что означает временная и постоянная твердость?

Временная жесткость воды

Эта форма жесткости возникает из-за присутствия в воде растворенных бикарбонатов кальция и натрия. Вы можете уменьшить жесткость воды, добавив немного извести или гидроксида кальция (для смягчения извести).

Постоянная жесткость воды

В отличие от упомянутого выше типа, эта жесткость требует специальной обработки из-за наличия в ней сульфатных и хлоридных ионов.Чтобы справиться с устойчивыми частицами, вам понадобится ионообменная смола или смягчитель воды .

Вы также можете описать постоянную жесткость как сумму кальциевой и магниевой жесткости воды. Если вы хотите узнать, как рассчитать жесткость воды, вам понадобится специальный тестовый набор.

Как работает калькулятор жесткой воды?

Как вы уже знаете, жесткость воды бывает двух видов - постоянной и временной. С помощью калькулятора жесткости воды вы можете определить общую постоянную жесткость.В калькуляторе используется следующая формула:

ОБЩАЯ ПОСТОЯННАЯ ТВЕРДОСТЬ = ЖЕСТКОСТЬ МАГНИЯ + ЖЕСТКОСТЬ КАЛЬЦИЯ

Кальций и магний представляют собой концентрацию обоих элементов, обозначенных как карбонат кальция.

Эти значения представляют собой молярную массу нескольких родственных соединений.

CaC03 = 100,1 г / моль

Ca2 + = 40, 1 г / моль

Mg2 + = 24,3 г / моль

Отношение молярных масс может быть выражено как:

MCaCo3 / MCa = 100, 1 / 40,1 = 2,5

MCaCo3 / Mmg = 100,1 / 24,3 = 4,1

Это означает, что общую постоянную жесткость воды, равную CaCO3, можно определить по следующей формуле:

(CaC03) = 2,5.(Ca2 +) + 4,1 (Mg2 +)

Итак, если вы ищете «как рассчитать формулу жесткости воды», вы можете использовать формулу выше .

Этапы определения карбонатной жесткости воды (CH)

Даже если полная жесткость в 1 зависит от количества катионов, она также может зависеть от количества анионов. Последний делит карбонатную жесткость / временную жесткость и постоянную жесткость.

Общая жесткость TH = CH + NCH

Карбонатная жесткость зависит от щелочности:

CH в мэкв / л = [Алк в мэкв / л]

CH в ° dH = 809 × [Алк в мэкв. / L]

Используя химический состав воды, щелочность и карбонатная жесткость имеют аналогичные значения.

Карбонатная жесткость CH = Щелочность

С помощью программы вы можете рассчитать общую и карбонатную жесткость, отображая выходные таблицы, как показано ниже.

Как измерить жесткость воды?

Для измерения жесткости воды используется множество единиц измерения. К ним относятся зерна на галлон, миллиграммы кальция на литр, части на миллион. Вы можете использовать немецкую степень твердости; однако это устройство подходит только для аквариумов.

Чтобы определить жесткость, отправляйтесь в лабораторию для тестирования воды и возьмите образец воды.Затем преобразуйте результаты в меры жесткости воды. Например, 35 частей на миллион = 35 мг растворенных минералов на литр воды.

Как использовать мыло для определения степени жесткости в образце воды

Для этого теста вам понадобится небольшая бутылка с установленной крышкой и отметкой уровня воды. Вместо этого вы можете использовать контейнер с маркировкой в комплекте для измерения жесткости воды. Вам также понадобится средство для мытья посуды и мерный стаканчик.

Теперь, когда вы знаете, как рассчитать жесткость воды в промилле, наполните бутылку (до отметки) водой.Налейте немного мыла и встряхните, чтобы образовались пузыри.

Если вам нужно добавить больше мыла, чтобы заметить пенообразование, это свидетельствует о большом количестве растворенных солей. Если вы используете меньше, значит, в воде мало минералов.

Хотя этот тест показывает жесткость воды, он не может дать точных показаний. Для точных тестов приобретите набор для проверки воды. Вы также можете получить эти предметы бесплатно или по доступным ценам.

Как измерить жесткость воды с помощью тестового набора

Если вы хотите получить точное представление о жесткости воды в образце, используйте тест-полоски со специальными подушечками.Вы даже можете использовать эти продукты, чтобы проверить, работает ли ваш дистиллятор или умягчитель воды.

Помимо этих устройств, некоторые приборы также могут давать показания жесткости воды. Теперь давайте посмотрим, как рассчитать жесткость воды по обоим параметрам.

Измерение жесткости воды с помощью инструментов

С помощью колориметра луч белого света проходит через оптический фильтр. Обычно экран посылает на фотоприемник свет определенного цвета для считывания.

Чтобы узнать количество цветного света, попадающего на образец, вам необходимо подтвердить разницу между количеством цветного света, испускаемого холостым и цветным образцом.

При использовании колориметрического теста вы обнаруживаете, что количество поглощенного света зависит от его концентрации. Вы даже можете заметить этот факт на счетчике.

Измерение жесткости воды с помощью тест-полосок

Если вы хотите узнать, как измерить жесткость воды с помощью другого инструмента, подумайте о приобретении тест-полоски. Эти простые пластиковые изделия имеют на поверхности толстые подушечки. С помощью этих компонентов полоски могут обнаруживать определенный ион и создавать отчетливое изменение цвета.

Когда тест-полоска формирует цвет, это сравнивается с таблицей цветов. На этой распечатанной диаграмме вы найдете цветовые реакции при различных концентрациях. Вы можете получить показания, сравнив полоску с аналогичным цветом. Если вы не можете найти его, выберите оттенок, наиболее близкий к цвету на полосе.

Как рассчитать жесткость воды с помощью тест-полосок

Выберите источник воды

Для жесткости необработанной воды: Чтобы узнать, как измерить жесткость воды, поступающей в ваше место, поищите водопроводный кран.Вы также можете проверить источник, который не прошел через смягчитель или дистиллятор.

Избегайте сбора воды из садовой трубы, так как этот канал может содержать частицы, которые могут повлиять на ваши показания. Позвольте воде течь, пока она не достигнет стабильного уровня, так как это показывает, что вы набрали воду из внешнего источника.

Для очищенной воды с жесткостью : Чтобы проверить, хорошо ли работает ваш умягчитель, поищите источник воды, который простирается от умягчителя или наполнителя воды для всего дома.

Извлеките тест-полоску из упаковки. Убедитесь, что сенсорная панель не касается вашей кожи, так как любой контакт может повлиять на возможные показания.

Вставьте тест-полоску

Поместите тест-полоску в чистый стакан, наполненный пробой воды. Оставьте на 2 секунды или в соответствии с инструкциями производителя набора. Во избежание получения неточных результатов не оставляйте тест-полоску в воде на длительное время.

Вытяните полоску и встряхните, чтобы удалить излишки воды.Продолжайте махать, пока не исчезнут все капли воды. В целом убедитесь, что изделие немного влажно.

В горизонтальном положении удерживайте полоску 10–30 секунд. За это время на изделии могут появиться признаки химической реакции.

Считайте жесткость воды

Чтобы узнать, как измерить жесткость воды с помощью полоски, сравните цвет тестовой площадки с диаграммой жесткости воды на ее упаковка. В большинстве случаев отображаемые цвета зависят от марки вашего набора для тестирования воды.

При правильном использовании ваша очищенная вода должна иметь показатель жесткости 0. Для неочищенной воды ожидайте более высокие значения до 425.

Wrap Up

Вода содержит растворенные минералы. Но когда они существуют в больших количествах, вода становится жесткой. К таким металлам относятся магний и кальций.

К основным типам жесткости относятся постоянная и временная жесткость воды. Для решения этих проблем вам могут понадобиться:

Смягчитель воды или известь

Для получения точных результатов вы можете использовать бутылку и тест мыла

, приобретите доступный набор для проверки воды

Надеемся, вам понравилась наша статья, пожалуйста не стесняйтесь делиться с друзьями в социальных сетях.Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, оставьте их в свободном месте ниже.
.
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 ВЛИЯЕТСЯ ЖЕСТКОСТЬ 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 + 4,1 мг

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

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

2,5 × 50 + 4,1 x 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:
9013 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}

.
Жесткость воды, Кактус 2000

Жесткость воды - это мера содержания в воде кальция и магния. Небольшой вклад магния обычно выражается в кальции, как в степени жесткости (вверху) и концентрации Ca ²⁺, CaO и CaCO ₃ (внизу). К сожалению, классификация степени жесткости воды по качеству (мягкий, слегка жесткий, жесткий, очень жесткий) во многих странах разные.

использование: Введите значение для преобразования в поле, за которым вы найдете единицу измерения.Щелкните любое пустое место в окне или кнопку «рассчитать». Прочтите результат в других полях. Используйте кнопку «сброс», чтобы сбросить расчет. Наведите указатель мыши на объект или щелкните по нему, чтобы прочитать его полное название.

Пример: Минеральная вода содержит 140 мг Ca ²⁺ / л и 30 мг Mg ²⁺ / л. Какая у него степень твердости? Вы должны рассчитать дважды. Сначала введите «140» в поле, за которым написано «мг Ca ²⁺ / л». Щелкните любое пустое место в окне или кнопку «рассчитать».Прочтите результат для кальция в других полях (например, английская степень жесткости: 24,5 ° e или 3,49 ммоль / л). Для расчета магния типа «30» в поле перед «^{мг Mg 2+} / л». После еще одного щелчка вы увидите результат для магния. (например, английская степень жесткости: 8,7 ° e или 1,23 ммоль / л). Вы должны сложить оба результата, чтобы получить общую жесткость, например Английская степень жесткости: 33,2 ° е или 4,72 ммоль / л.

Примечания:
- Обратите внимание на примечания к представление чисел..
- На расчет нет гарантии. Cactus2000 нет несет ответственность за любой ущерб, вызванный неправильными результатами.
- Отправьте электронное письмо, если у вас есть предложения или вы хотите увидеть больше преобразования должны быть включены.

© Бернд Крюгер, 14.07.2004, 18.08.2016, 11.08.2018
.
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 вычисляет и дает представление об общей жесткости воды.Поля, отмеченные *, обязательны для заполнения.

Следующие значения используются для обозначения жесткости воды:

Концентрация как CaCO3 Показание

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

Другие калькуляторы

Предупреждение: Lenntech BV не может нести ответственность за ошибки в расчетах, самой программе или объяснениях.Если у вас есть вопросы или замечания, свяжитесь с нами.
.
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. 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 присутствие многовалентных катионов.Жесткость воды может привести к образованию чешуек и сопротивлению 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 недостаточно 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 протекать слева направо, позволяя CaCO ₃ «растворяться» 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 часть 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 (галлон)
1 г / ед.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 на 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 масштабирующий потенциал 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 накипи.

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 связь 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, чтобы дать рекомендацию 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 ее переносят, 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 пену с мылом. Мыло тратится впустую, пытаясь образовать пену, и в процессе образуется накипь.Жесткую воду можно обрабатывать, чтобы уменьшить эффект накипи и сделать ее более подходящей для стирки и купания.

Процесс

Смягчитель 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 шарики 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, который часто присутствует во временной жесткой воде, кипятят в чайнике, чтобы уменьшить жесткость. В процессе этого 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 снизить с помощью кальцинированной извести.Этот процесс, разработанный Томасом Кларком в 1841 году, включает добавление гашеной извести (гидроксид кальция - Ca (OH) ₂) в систему подачи жесткой воды для преобразования гидрокарбонатной жесткости в карбонат, который выпадает в осадок 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 смягченной водой, в отличие от жесткой воды?

Некоторая путаница может возникнуть после первого опыта 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 по питьевой воде 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 части Северо-Западной Англии - районы 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)

.
Смотрите также

Жесткая вода это

Лещ какой род

Убрать катышки с одежды

Прогноз рыбалки севск

Черный кварцевый песок

Река ока отдых с палатками

Как лечить микобактериоз у рыб

Лучшие костюмы для зимней рыбалки рейтинг

Что едят черви

Удилище для ловли

Карась сколько живет без воды

	Термобелье Термо-2 (лес) 1,246.00 р.
	Шлем-маска "Зима" (белый лес) 422.00 р.
	Сапоги Тундра - зимние 3,204.00 р.
	Шлем-маска "Снегоход" (белый лес) 266.00 р.
	Шлем-маска Термо-1 (лес) 352.00 р.
	Перчатки охотника (белый лес) 840.00 р.

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)

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

		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


(16а)	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

_{Жесткость в мг / л CaCO3}	Уровень жесткости
_Мягкий
_{60–120 мг / л}	_{Среднетвердый}
_{120–180 мг / л} 900	_{Жесткий}
_{> 180 мг / л}	_{Очень жесткий}

Концентрация как CaCO3	Показание
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