Общая жесткость воды это


Жесткость воды | EUROLAB | Комунальная гигиена

Различают общую, карбонатную, постоянную и устранимую жесткость.

Общая жесткость - это природное свойство воды, обусловленное наличием так называемых солей жесткости, т.е. всех солей кальция и магния в сырой воде (сульфатов, хлоридов, карбонатов, гидрокарбонатов и др.).

Карбонатная жесткость - это жесткость, обусловленная присутствием гидрокарбонатов и карбонатов Са+ и Mg+, растворенных в сырой воде.

Устранимая, или гидрокарбонатная, жесткость - это жесткость, которую удается устранить при кипячении воды. Она обусловлена гидрокарбонатами Са+ и Mg+, которые во время кипячения воды превращаются в нерастворимые карбонаты, и выпадают в осадок:

Са(НС03)2 = СаС034- + Н2 0 + C 02 î .

Mg(HC03)2 = MgC034- + Н20 + С02Т.

Под постоянной жесткостью понимают жесткость кипяченой воды в течение 1 ч, которая обусловлена наличием хлоридов и сульфатов Са2+ и Mg2+, не выпадающих в осадок.

Сегодня общую жесткость воды выражают в единицах СИ - мг-экв/л. В прошлом пользовались градусами жесткости или "немецкими" градусами (°Н). Было принято, что 1 °Н жесткости отвечает 10 мг СаО в 1 л воды.

Вода с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л (10°) считается мягкой, от 3,5 до 7 мг-экв/л (10-20°) - умеренно жесткой, от 7 до 10 мг-экв/л (20-28°) - жесткой и свыше 10 мг-экв/л (28°) - очень жесткой.

Впервые норматив общей жесткости воды был предложен в 1874 г. в Германии в качестве средней величины жесткости воды водоемов Саксон-Веймарского герцогства. Этот норматив составлял 18-20°, или приблизительно 7 мг-экв/л. Такую же величину рекомендовал и Ф.Ф. Эрисман в 1898 г. Вскоре, принимая во внимание разные местные условия, для некоторых регионов были предложены другие нормативы.

Обосновывая норматив общей жесткости питьевой водопроводной воды, прежде всего необходимо учитывать ее влияние на органолептические свойства. Известно, что значительное содержание солей жесткости, особенно магния сульфата, придает воде горький вкус. Потребители ощущают этот вкус, если общая жесткость воды превышает 7 мг-экв/л. При этом они отказываются от употребления такой воды и изыскивают альтернативные источники водоснаб- жения, вода которых может оказаться небезопасной в эпидемиологическом или токсикологическом отношении.

Чтобы вода не имела горького вкуса интенсивностью выше 2 баллов, ее общая жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л. Иначе говоря, доброкачественная вода должна быть мягкой (с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л) или умеренно жесткой (от 3,5 до 7 мг-экв/л). То есть верхний предел общей жесткости питьевой воды - 7 мг-экв/л - установлен на основании ее влияния на орга-нолептические свойства.

Со временем было доказано, что в зависимости от жесткости вода по-разному влияет на здоровье людей. Резкий переход при пользовании от мягкой воды к жесткой, а иногда и наоборот, может вызвать у людей диспепсию, обусловленную прежде всего наличием в воде магния сульфата. В районах с жарким климатом пользование водой с высокой жесткостью приводит к ухудшению течения мочекаменной болезни. Теория об этиологической роли жесткости воды в развитии этого заболевания дала возможность урологам выделить так называемые каменные зоны - территории, на которых уролитиаз можно считать эндемическим заболеванием. Питьевая вода, которой пользуются жители этих зон, характеризуется повышенной жесткостью. Опыты на животных подтвердили, что электролиты, обусловливающие жесткость воды, могут быть одними из этиологических факторов развития уролитиаза.

Соли жесткости нарушают всасывание жиров вследствие их омыления и образования в кишечнике нерастворимых кальциево-магниевых мыл. При этом ограничивается поступление в организм человека эссенциальных веществ - полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов, некоторых микроэлементов. В частности, вода с жесткостью свыше 10 мг-экв/л в регионах, эндемичных в отношении гипомикроэлементоза йода (организм человека нуждается как минимум в 120 мкг йода в сутки, оптимально -200 мкг), повышает риск заболевания эндемическим зобом.

Вода с высокой жесткостью способствует развитию дерматита. Механизм этого явления состоит в омылении солями жесткости жиров с образованием нерастворимых в воде кальциево-магниевых мыл, обладающих раздражающим действием.

К тому же надо учитывать, что с повышением жесткости воды усложняется кулинарная обработка пищевых продуктов, а именно: хуже развариваются мясо и бобовые, плохо заваривается чай, образуется накипь на стенках посуды. Кроме того, повышаются расходы мыла, волосы после мытья становятся жесткими, кожа грубеет, ткани желтеют, теряют мягкость, упругость из-за импрегнации кальциево-магниевых мыл.

Однако и очень мягкая вода может отрицательно влиять на организм вследствие уменьшения поступления прежде всего кальция. Известно, что кальций выполняет в организме множество функций, в том числе пластическую: он крайне необходим для остеогенеза и репарации костей (в костях содержится 99% кальция), принимает участие в образовании дентина. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечного возбуждения, участвует в процессах свертывания крови, влияет на проницаемость биологических мембран. Суточная потребность взрослого человека в кальции колеблется от 800 до 1100 мг (от 1000 мг/сут в возрасте до 7 лет и почти 1400 мг - в возрасте 14-18 лет). Во время беременности потребность в нем повышается до 1500 мг/сут, во время грудного вскармливания - до 1800-2000 мг/сут.

Потребность человека в кальции удовлетворяется главным образом за счет молока и молочных продуктов. С водой средней жесткости (3,5-7 мг-экв/л, или 10-20°) кальций поступает в организм в количестве, равном приблизительно 15-25% физиологической суточной потребности. Дефицит кальция в организме развивается очень быстро, поскольку выведение его является постоянным и не зависит от поступления. Поэтому длительное пользование мягкой водой, обедненной кальцием, может привести к дефициту его в организме. Установлено, что у детей, которые проживают в районах с мягкой водой (до 3,5 мг-экв/л), на зубной эмали образуются лиловые пятна, которые являются следствием декальцинации дентина. Считают, что уровская болезнь (болезнь Кашина - Бека), которая является эндемическим полигипермикроэлементо-зом стронция, железа, марганца, цинка, фтора, возникает в местностях с низким содержанием кальция в питьевой воде.

В последние годы сформировалась теория, согласно которой вода с низким содержанием электролитов, обусловливающих жесткость, способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. По результатам эпидемиологических исследований была выявлена статистически значимая, хотя и не очень сильная, обратная корреляционная связь между степенью жесткости питьевой воды и уровнем смертности населения от сердечно-сосудистых заболеваний. Однако многокомпонентность водного фактора не дает оснований считать, что смертность вследствие сердечно-сосудистых заболеваний повысилась лишь за счет меньшей жесткости питьевой воды, и окончательно признать наличие корреляционной зависимости. Существенно, что в исследованиях были недостаточно учтены социально-гигиенические факторы, которые, безусловно, являются ведущими в развитии сердечно-сосудистой патологии. Результаты ряда исследований также свидетельствуют о том, что каждый элемент, содержащийся в питьевой воде, проявляет физиологическое действие не сам по себе, а в сочетании с другими. Изучение особенностей сочетанного действия компонентов питьевой воды, физиологических и патофизиологических механизмов ее проявления - новая страница в изучении гигиены воды.

Таким образом, оптимальной является вода средней жесткости, т.е. в пределах 3,5-7 мг-экв/л (10-20°). Жесткая (7-10 мг-экв/л) и очень жесткая (свыше 10 мг-экв/л) вода неприятна на вкус, ее употребление приводит к негативным изменениям в состоянии здоровья. Поэтому доброкачественная питьевая вода должна иметь жесткость, не превышающую 7 мг-экв/л.

Хлориды и сульфаты. Хлориды и сульфаты распространены в природе в виде солей натрия, калия, кальция, магния и других металлов. Они составляют большую часть сухого остатка пресных вод. Наличие хлоридов и сульфатов в воде водоемов может быть обусловлено природными процессами вымывания их из почвы, а также загрязнением водоема различными сточными водами.

Природное содержание хлоридов и сульфатов в воде поверхностных водоемов незначительно и в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков миллиграммов на литр. Природное содержание хлоридов в воде в зависимости от условий формирования водоема может быть разным: от десятков до сотен (в условиях солончаковых почв) миллиграммов на литр. В проточных водоемах содержание хлоридов обычно невелико - до 20-30 мг/л. Незагрязненные грунтовые воды в местностях с не солончаковой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлоридов. В водах, фильтрующихся через солончаковую почву или осадочные породы, может содержаться сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов в 1 л, хотя вода может быть безукоризненной в эпидемиологическом отношении. Поэтому, используя хлориды как показатель эпидемиологической безопасности, необходимо учитывать местные условия формирования качества воды.

что это такое и чем обусловлена? Формула расчета и норма жесткости, индикаторные полоски. Какие соли обуславливают общую жесткость питьевой воды?

О жесткости воды слышал практический каждый и, скорее всего, многие уже с ней знакомы на практике. Причиной такого качества жидкости является наличие определенных солей в ее составе. Для того чтобы пользоваться в быту и на производстве качественной водой, стоит знать о способах определения и устранения ее жесткости.

Что это такое и чем обусловлена?

Общая жесткость воды – это качественная характеристика жидкости, которая характеризуется суммарным содержанием в ней солей магния и кальция. Это понятие используют во время оценки качества технической, питьевой и воды, которая используется в промышленности. Большое влияние на показатель жесткости оказывает присутствие катионов Са, в меньшей мере Mg.

Доставляя воду к потребителю в горячем или холодном виде, поставщик должен соблюдать нормативы ГОСТ, в которых описано возможные сочетания солей и их концентрация.

Людям следует пользоваться жидкостью с нормальной жесткостью или смягчать ее самостоятельно – в противном случае их здоровью может быть нанесен вред.

Наличие в воде ПДК солей обуславливает возможность ее употребления человеком в тех или иных целях. Это значит, что не только жесткая вода, которая складывается из большого объема минералов Са и Mg, но и слишком мягкая жидкость может быть небезопасной для живых организмов. Недостаток соли может стать причиной кислотно-щелочного дисбаланса в организме, а избыток способен повлечь развитие заболеваний внутренних органов.

Основными солями жесткости принято считать следующие:

  • нитратные, хлоридные, карбонатные и магниевые;

  • бикарбонатные, сульфатные, кальциевые.

На присутствие в воде промышленного и бытового использования оказывают влияние определенные факторы:

  • процессы, что происходят в земной коре;

  • пласты ископаемых, которые залегают в недрах и пропускают через себя потоки жидкости;

  • интенсивность растворения песчаных и каменистых пород;

  • смена сезонов года.

Расчет

Точные данные жесткости воды можно посчитать в процессе проведения проб и анализа индикаторных полосок на специальных приспособлениях. Международными единицами измерения данного показателя принято считать моль/м3, градус жесткости°Ж = мг-экв/л. Допустимая норма солей для питьевой жидкости равна:

  • Ca2+1°Ж=20,04 мг/л;

  • Mg2+1°Ж=12,16 мг/л.

Структура воды может быть мягкой, средней и с высоким значением жесткости. Обычно сильно жесткой считают добычу жидкости из соленого источника. Общая жесткость воды определяется по формуле:

°Ж = Жв + Жп,

где Жв – это карбонатная, а Жп – некарбонатная жесткость.

Предельное допустимое содержание солей в питьевой воде

Согласно ГОСТу показатель нормы жесткости воды может варьироваться в зависимости от ее применения:

  • сетевая обычная – до 50 мг/л;

  • в бутилированной кальция – до 130 мг/л, магния – до 65 мг/л;

  • хозяйственно-питьевая жидкость – не более 350 мг/л.

Определить жесткую воду можно в лабораторных условиях, органолептически и визуально. У жидкости с высоким содержанием солей есть свои особенности:

  • наличие неприятной горчинки в послевкусии;

  • заваривание чая происходит гораздо дольше, чем обычно;

  • мясо, которое сварено в такой воде, становится особенно жестким;

  • наличие солевых отложений на стенках посуды;

  • в бытовых приборах образуется накипь;

  • после мытья головы такой жидкостью на волосах можно заметить белый налет;

  • плохое вспенивание порошков и моющих средств.

Чтобы измерить данный показатель, специалисты пользуются такими приборами:

  1. медицинскими полосками, которые можно приобрести в аптеке;

  2. экспресс-тестами для аквариума;

  3. солемерами, спектроанализаторами, EC-метрами и другими аппаратами, с помощью которых можно определить не только жесткость воды, но и вычислить показатель удельной теплопроводности, сопротивления.

Как умягчить воду?

В настоящее время проблема с жесткой водой является довольно актуальной. Однако благодаря развитию технологий ее можно с легкостью устранить. Привести в норму жесткость – значит, убрать из нее соль и известь или же снизить их концентрацию. Благодаря этому можно сберечь свое здоровье, а также предотвратить преждевременную поломку бытовых приборов.

Сегодня существует масса способов устранения высокой жесткости жидкости. Но перед тем как приступать к процедурам, стоит четко определить направление ее последующего использования.

Именно от этого момента зависит, какими будут методы смягчения.

Перечислим бытовые варианты снижения жесткости воды.

  1. Питьевую воду можно прокипятить. Во время нагревания некоторое количество солей выпадет в осадок. Таким образом в чайнике образуется накипь, а вкусовые качества жидкости значительно уменьшаются. Помимо этого, специалисты отмечают, что она после кипячения теряет свои полезные качества, а вирусы в ней не погибают. А также можно воспользоваться кислотами, которые устранят соли из воды, но этот вариант для питьевой жидкости не подходит.

  2. Воду для посудомоечных, стиральных машин можно смягчать с помощью Calgon. Данное средство категорически запрещено добавлять в питьевую жидкость.

Допустимо использование специальных фильтров для ликвидации проблемы.

  1. Обратноосмотический фильтр. Такой прибор помогает ликвидировать соли и вредные примеси из воды, а из техники – накипь.

  2. Проточный умягчающий фильтр. Он считается эффективным только при работе с низкой и средней жесткостью.

  3. Фильтр-кувшин считается подходящим вариантом только для жидкости с невысоким уровнем жесткости.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что вода с высоким показателем жесткости довольно часто встречается в нашей жизни и негативно влияет на человека, состояние бытовой техники. По этой причине люди стараются бороться с проблемой всеми известными методами.

По мнению специалистов, лучшим способом смягчения жидкости является использование фильтров и специальных систем водного очищения.

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:

  1. Россия. Государственный стандарт.
  2. Германия. Институт стандартизации - DIN.
  3. 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:

  1. 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).
  2. 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:

ЖО = [Ca2+] + [Mg2+] = ЖК + ЖНК;

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

ЖО - общая.

ЖК - карбонатная (временная).

ЖНК - 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:

  1. Проба разделяется на две равные части.
  2. 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.
  3. 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:

  1. Фильтры умягчения.
  2. Ионообменные фильтры.
  3. 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 – 8Мягкая1,4 – 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)
<2
<1,2
Средняя (Moderate hardness)
От 2 до 10
От 1,2 до 2,4
Жесткая (Hard hardness)
>10От 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:

Что такое жесткость воды: уровень и методы определения

Жесткость – параметр качества воды

Жесткость питьевой воды – одна из качественных характеристик воды, которое обуславливается наличием в воде солей двух щелочноземельных металлов - кальция и магния. Жесткость имеет значение для оценки качества любой используемой воды, технической, питьевой и воды, используемой для нужд промышленных предприятий с заданными характеристиками.

Наибольшее влияние на уровень жесткости воды оказывает количество катионов кальция, несколько в меньшей степени – магния. Катионы стронция, железа и марганца также оказывают влияние на жесткость воды, однако их вклад в общую жесткость воды так мало, что на практике обычно пренебрегают их значениями.

Общая жесткость определяется суммой временной и постоянной жесткостью воды.

Постоянная жесткость воды – кальциевые и магниевые соли соляной, серной, азотной кислот, т.е. сильных кислот. Такие соли жесткости в воде при кипячении не выпадают в осадок и не кристаллизуются в виде накипи.

Временная жесткость воды – показатель, наличия в воде карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении и показателях рН больше 8,3, практически полностью выпадают в хлопьевидный осадок, кристаллизуются в виде накипи или образуют пленку на поверхности воды.

Как соли кальция и магния попадают в природную воду, ведь вода, выпадающая в виде осадков, как и талая вода, не содержат солей?

Это происходит следующим образом: вода, напитывается солями, содержащимися в известняках, гипсах и доломитах залегающих в толщах земли.

Это основной источник этих солей. Кроме этого, выветривание горных пород, также может оказывать влияние на карбонатную жесткости воды.

Согласно методам определения жесткости воды по гидрохимии считается:

  1. 0-4 мг-экв./л – мягкая вода
  2. 4-8 мг-экв./л – средней жесткости
  3. 8-12 мг-экв./л – жесткая вода
  4. Больше 12 мг-экв./л – очень жесткая

Это касается оценки общей минерализации воды, но для питьевой воды российский СанПиН определяет предельно допустимые концентрации 0-7 мг-экв/л.

Специалисты в области фильтрации условно делят жесткость питьевой воды так:

  1. 0-1,5 мг-экв/л – мягкая вода
  2. 1,5-2 мг-экв/л – оптимальная питьевая вода
  3. 2-5 мг-экв/л – жесткая вода
  4. 5-7 мг-экв/л – сверхжесткая вода
  5. Больше 7 мг-экв./л – не питьевая вода, за пределами рекомендованных значений.

Можно разделить природную воду на поверхностную и подземную.

Поверхностная вода обычно имеет меньшую жесткость, поскольку она разбавляется в значительной степени осадками и талыми водами. Этим объясняется и факт сезонных изменений показателей общей жесткости для поверхностных вод.

Состав подземных вод более постоянен, и обычно имеет большие значения, чем у поверхностной воды, по общей жесткости.

Питьевая вода должна иметь оптимальный состав по количеству солей жесткости.

Слишком много солей – риск возникновения мочекаменной болезни, заболеваний костей, суставов. Слишком мало солей – соли вымываются из организма, кости приобретают большую ломкость, возрастает риск заболеваний суставов, сосудов.

По мнению некоторых исследователей, в регионах с пониженным уровнем жесткости воды, также возрастает риск сердечнососудистых заболеваний. Это подтверждается статистикой по странам Европы и Северной Америке, исследованиям в российских регионах с разными средними показателями по жесткости воды.

Также жесткая вода образует накипь, что приводит к уменьшению сроков службы бытовой технике, преждевременному износу водонагревательного оборудования, портит сантехническое оборудование.

Вода, уровень жесткости которой меньше двух мг-экв/л способна сильнее, чем более жесткая вода оказывать на водопроводные трубы коррозийное воздействие, поскольку имеет более низкую щелочность.

Поэтому, в ряде случаев, особенно в теплоэнергетике, иногда приходится проводить дозирование карбонатной жесткости воды с целью достижения оптимального соотношения между коррозионной активностью воды, ее водородному показателю и содержанию кальция и магния.

В настоящее время ряд специалистов, ссылающиеся на данные ВОЗ, утверждают, что имеющаяся статистика не позволяет однозначно считать мягкую и жесткую воду опасной для здоровья человека. И все же имеющиеся данные подтверждают зависимость водно-солевого баланса в организме человека от этих факторов, а отсутствие нормативной доказательной базы на уровне Всемирной Организации Здравоохранения, не причина закрывать глаза на качество питьевой воды по количественным показателям солей жесткости - солей кальция и магния.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Жесткости воды ⚗️ общая, постоянная, карбонатная, временная

Описание

Жесткость – одно из важнейших свойств аквариумной воды. Пресная вода содержит соли, в частности, кальция и магния, но в небольшом количестве по сравнению с морской. Жесткость воды определяется количеством этих солей. Жесткая вода свойственна известняковым регионам. Мягкая вода характерна для старых гор, лесистых и болотистых местностей. Многие места планеты известны тем, что вода там очень мягкая (Амазония) или очень жесткая (Центральная Америка, крупные озёра Восточной Африки).

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

Постоянная жесткость не загрязненных промышленными стоками слабоминерализованных поверхностных природных вод характеризует количество растворенных сульфатов, хлоридов и некоторых других солей кальция и магния. То есть в этих водах наряду с катионами Ca2+ и Mg2+ имеются анионы SO42-, Cl- и др. При кипячении такой воды концентрации этих катионов и анионов практически не изменяются – отсюда и название "постоянная жесткость".

GH — общая жесткость воды. Она характеризует концентрацию всех растворённых минеральных солей (карбонатов, бикарбонатов, сульфатов, хлоридов) и гидроксидов.

KH — карбонатная, или временная жесткость воды. Она отражает только концентрацию карбонатов и бикарбонатов кальция и магния.

Временная жесткость связана с присутствием в воде наряду с катионами Ca2+, Mg2+ и Fe2+ гидрокарбонатных, или бикарбонатных анионов (HCO3-). При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются, образуя очень плохо растворимый карбонат кальция, углекислый газ и воду:

Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2

Таким образом, временную жесткость можно устранить путем длительного кипячения, поэтому она и "временная".
С ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO3 неустойчивое в воде вещество. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.

В России, да и в большинстве других стран, жесткость измеряется в немецких градусах. Общая жесткость обозначается как dH или dGH, карбонатная — KH или dKH.

Снижение жесткости

Бытовые смягчители воды для этой задачи не подходят, так как он замещает кальций натрием, который в высокой концентрации губителен для пресноводных организмов.

Аквариумисты для смягчения воды смешивают воду с более мягкой. В качестве последней может выступать талая вода, минеральная вода с низкой минерализацией или дистиллированная вода. В случае больших объёмов имеет смысл озаботиться о покупке осмотической воды или установке осмотического фильтра.

Повышение жесткости

Можно смешивать воду с более жесткой, а можно добавить в аквариум твердый известняк, который будет постепенно растворяться.

Варианты градусов жесткости

НЕМЕЦКИЕ ГРАДУСЫ (dGH)

= 1часть оксида кальция – СаО в 100000 частей воды, или 0.719 частей оксида магния – MgO в 100000 частей воды, или 10 мг СаО в 1 л воды, или 7.194 мг MgO в 1 л воды.

dGH (dH) и dKH в настоящее время наиболее часто употребляется в аквариумистике как единица измерения жесткости, причем обозначение dGH – относится к общей жесткости, dKH – к карбонатной;

ФРАНЦУЗСКИЕ ГРАДУСЫ (fh)

= 1 часть CaCO3 в 100000 частей воды, или 10 мг CaCO3 в 1 л воды;

АМЕРИКАНСКИЕ ГРАДУСЫ (usH)

= 1 гран (0.0648 г) CaCO3 в 1 галлоне (американском! 3.785 л) воды. Поделив граммы на литры получаем: 17.12 мг/л СаСО3 . Однако есть еще одно определение американского градуса: 1 часть CaCO3 в 1000000 частей воды (в англоязычной литературе выражение концентрации, как 1 часть на 1 000 000 частей называют ppm - part per million (одна часть на миллион), и часто используют. На практике оно идентично 1мг/л).
Таким образом этот 1 американский градус = 1мг CaCO3  в 1 л воды. Именно эта величина американского градуса принята во всех таблицах с переходными коэффициентами для перевода одних единиц измерения жесткости в другие;

АНГЛИЙСКИЕ ГРАДУСЫ (Clark)

= 1 гран (0.0648 г) в 1 галлоне (английском! 4.546 л) воды = 14.254 мг/л CaCO3 .

Единицы жесткости воды, выраженные в миллионных долях (ppm) растворенных солей кальция*

1 английский градус (Clark)
1 немецкий градус (dH)**
1 американский градус
1 французский градус (fh)

=14.3 ppm
=17.9 ppm
=17.1 ppm
=10.0 ppm

1 ppm = 1 миллиграмм на литр

* Английские, французские и американские градусы жесткости выражают содержание карбоната кальция (СаСО3), в то время как немецкие градусы показывают содержание окиси кальция (СаО).
** Номинально обозначение "dH" применяется только к немецким градусам жесткости, однако в последние годы оно стало применяться универсально.

Какая жесткость воды нужна рыбам

Таблица подходящей жесткости воды для пресноводных рыб:

Рыбы амазонского региона (дискус) 1-4 dGH
Цихлиды из западной Африки (криб) 5-12 dGH
Харациновые и барбусы 5-12 dGH
Лабиринтовые (гурами) 5-10 dGH
Центрально-американские цихлиды (акара, северум) 10-20 dGH
Живородящие (гуппи, меченосцы) 15-25 dGH
Моллинезии 20-30 dGH
Африканские цихлиды из озера Малави 10-15 dGH
Африканские цихлиды из озера Танганика 10-15 dGH

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 приближение, хотя и хорошее. Правильная формула (согласно определению в 1 ):

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

Существует несколько шкал жесткости воды.Например, она может быть выражена 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 виде:

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

Карбонатная жесткость CH

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

(4) Общая жесткость TH = CH + NCH

Карбонатная жесткость напрямую зависит от щелочности:

(5а) CH в мэкв / л = [Алк в мэкв / л]
(5б) CH, ° 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 жесткостью , 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 становится бессмысленным.

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

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

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

Пример: TH ≥ CH

Случай TH ≥ CH характерен 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 определяется псевдотвердостью: PsH = 1,19 мэкв / л. Нет NCH.

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

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

Обратите внимание, что Na также включает добавку 2 мМ NaOH : Na = (2,0 + 0,3) мэкв / л . Расчетное значение 14 явным образом 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 мэкв / 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.]


.

Веб-страница не найдена на InspectApedia.com

.

Что делать, если ссылка на веб-страницу на InspectApedia.com приводит к ошибке страницы 404

Это так же просто, как ... ну, выбирая из 1, 2 или 3

  1. Воспользуйтесь окном поиска InspectAPedia в правом верхнем углу нашей веб-страницы, найдите нужный текст или информацию, а затем просмотрите ссылки, которые возвращает наша пользовательская поисковая система Google
  2. Отправьте нам электронное письмо напрямую с просьбой помочь в поиске информации, которую вы искали - просто воспользуйтесь ссылкой СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ на любой из наших веб-страниц, включая эту, и мы ответим как можно скорее.
  3. Используйте кнопку НАЗАД вашего веб-браузера или стрелку (обычно в верхнем левом углу экрана браузера рядом с окном, показывающим URL-адрес страницы, на которой вы находитесь), чтобы вернуться к предыдущей статье, которую вы просматривали. Если вы хотите, вы также можете отправить нам электронное письмо с этим именем или URL-адресом веб-страницы и сообщить нам, что не сработало и какая информация вам нужна.

    Если вы действительно хотите нам помочь, используйте в браузере кнопку НАЗАД, затем скопируйте URL-адрес веб-страницы, которую вы пытались загрузить, и используйте нашу ссылку СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ (находится как вверху, так и внизу страницы), чтобы отправьте нам эту информацию по электронной почте, чтобы мы могли решить проблему.- Благодаря.

Приносим свои извинения за этот SNAFU и обещаем сделать все возможное, чтобы быстро ответить вам и исправить ошибку.

- Редактор, InspectApedia.com

Задайте вопрос или введите условия поиска в поле поиска InspectApedia чуть ниже.

Мы также предоставляем МАСТЕР-ИНДЕКС по этой теме, или вы можете попробовать верхнюю или нижнюю панель ПОИСКА как быстрый способ найти необходимую информацию.

Зеленые ссылки показывают, где вы находитесь. © Copyright 2017 InspectApedia.com, Все права защищены.

Издатель InspectApedia.com - Дэниел Фридман .

Измерение твердости, проводимости, TDS

Общая жесткость воды связана с растворенными в ней минералами. генеральный жесткость - это вводящий в заблуждение термин, который часто путают с карбонатной жесткостью или временной жесткостью, которая на самом деле связана с щелочность и относится к «буферной способности» воды (ее способности противостоять изменениям pH). Это означает, что если карбонатная жесткость высока, тогда pH будет чрезвычайно стабильным или, альтернативно, если карбонатная жесткость низкая, pH воды может легко колебаться.Термин общая твердость должен быть заменен более простым термином: твердость.
Жесткость воды - это измерение количества ионов, потерявших два электрона. (двухвалентные катионы) растворены в тестируемой воде и, следовательно, относятся к общему количеству растворенных твердых веществ. Более двухвалентные катионы растворяется в воде тем «жестче» вода. Обычно наиболее распространенными двухвалентными катионами являются кальций и магний, однако другие двухвалентные катионы могут вносить вклад, включая железо, стронций, алюминий и марганец.Обычно другой двухвалентные катионы вносят незначительный вклад в измерение жесткости воды или не вносят заметных изменений в нее. Ручей или река твердость отражает геологию водосборного бассейна и иногда дает меру влияния человеческой деятельности на водораздел. Например, на участках, где поблизости есть действующие или заброшенные шахты, часто наблюдается более высокая концентрация ионов железа в вода, приводящая к очень высокой степени жесткости.
Жесткость воды может быть выражена во многих различных единицах, включая французские градусы, немецкие градусы, градусы Кларка, количество зерен на галлон, мг / л CaCO3 (карбонат кальция) и ppm (части на миллион). Общие преобразования ниже:
1 ppm = 1 мг / л CaCO3
1 ppm = 0,058 гран / галлон США
1 ppm = 0,07 градуса Кларка
1 ppm = 0,10 французского градуса
1 ppm = 0.056 немецких дипломов
1 французский градус = 1 гидротиметрический градус
1 градус Кларка = 1 гран / британский галлон карбоната кальция
1 французский диплом = 1 часть на 100000 карбоната кальция
1 немецкий диплом = 1 часть / 100000 оксида кальция
1 гран / галлон США = 17,1 частей на миллион
1 гран / галлон США = 1,20 градуса Кларка
1 гран / галлон США = 1,71 французского градуса
1 гран / галлон США = 0.958 немецких дипломов
Общее количество растворенных твердых веществ (TDS) относится к количеству всех неорганических твердых веществ, растворенных в воде. Этот означает, что он будет измерять ионы, которые влияют на жесткость воды, например, кальций, а также ионы, которые не влияют на жесткость воды, например натрий. В Измерение TDS лучше отражает общее содержание минералов в воде, чем измерение жесткости воды. Тем не мение, в целях оценки жесткость воды можно приблизительно рассчитать, разделив значение ppm (частей на миллион) TDS на 10, что дает значение твердости с погрешностью всего 2-3 французских градуса.Измерения TDS также могут быть получены из измерение относительной проводимости.
Электропроводность аналогична измерениям TDS. Электропроводность - это мера способности вещество, проводящее электрический ток. Измерения проводимости предлагают быстрый и неразрушающий способ измерения ионов содержание в образце. Измерение проводимости производится электронным датчиком или измерителем в микро / миллисименсах на 1 метр. сантиметр или промилле.Электропроводность увеличивается с увеличением содержания ионов, а это означает, что в большинстве случаев она дает хорошее аппроксимация измерения TDS с использованием коэффициента преобразования 1 ppm = 2 мкСм / см. Электропроводность - это температура чувствительны и обычно стандартизированы до 25 ° C. Хотя проводимость - это удобный способ получить приближение жесткость воды у него есть недостаток, заключающийся в объединении всех ионов при измерении, в том числе тех, которые не влияют на жесткость воды.Это приближение твердости дает ошибку, аналогичную измерению TDS в 2-3 французских градуса твердости.
Можете ли вы измерить жесткость воды с помощью датчика проводимости или Датчик TDS? Да, однако это зависит от точности, которую вы хотите измерение. В целом в следующей таблице описывается жесткость воды, измеренная с помощью TDS, проводимости или жесткости. измерение.
.

Определение общей жесткости воды

Самый простой метод определения общей жесткости воды - ЭДТА. Причина, EDTA реагирует со всеми металлами без щелочного металла, и соотношение составляет 1: 1. Основная причина жесткости воды - растворенные соли кальция и магния. Более того, другие ионы, такие как стронций, железо, барий и марганец, также влияют на жесткость воды. Традиционно он измеряется количеством мыла, которое требуется для производства кожи. Метод ЭДТА более точный и быстрый.

Mn + + Na 2 H 2 EDTA → [M-EDTA] (4-n) - + 2Na + + 2H +

Существует два типа твердости: (1) временная твердость и (2) постоянная твердость.
Временная твердость связана с присутствием Ca (HCO 3 ) или Mg (HCO 3 ) или обоих. С другой стороны, постоянная жесткость обусловлена ​​присутствием в воде сульфатов, хлоридов и нитратов кальция и магния (например, CaCl 2 , CaSO 4 , MgCl 2 и MgSO 4 ).

Для определения общей жесткости воды методом ЭДТА сначала добавляют неорганическую кислоту, чтобы преобразовать временную жесткость в постоянную.
Ca (HCO 3 ) 2 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + 2CO 2

При pH 10 ЭДТА образует бесцветные водорастворимые стабильные комплексы с ионами кальция и магния. При добавлении индикаторного красителя Erichrome black T в жесткую воду индикатор образует нестабильный комплекс с ионами кальция и магния, и раствор становится винно-красным.Если жесткости нет, цвет становится синим, что является исходным цветом индикатора. Теперь, когда этот раствор титруют против ЭДТА, ионы кальция и магния начали образовывать стабильный комплекс металл-ЭДТА. После того, как все свободные ионы кальция и магния израсходованы, EBT заменяется на EDTA из нестабильного комплекса и высвобождает свободный эриохром Black-T. Затем цвет воды меняется с винно-красного на синий, что указывает на конечную точку.

Аппарат:

  • Коническая колба
  • Воронка
  • Бюретка
  • Песок
  • Стакан
  • Пипетка
  • Градуированный цилиндр
  • Тарелка мешалки
  • Бутыль для промывки
  • Шпатель

Химические вещества:

  • Буферный раствор
  • Ингибитор
  • Эриохром черный индикатор T (синий цвет)
  • NaOH
  • Стандартный раствор EDTA 0.01M
  • Сульфат магния

Процедура:

  1. Отобрать 50 мл пробы воды в коническую колбу.
  2. Затем добавить 2–3 мл HCl 1: 1 и кипятить 2 мин.
  3. Охлаждают раствор и нейтрализуют разбавленным NaOH.
  4. Добавьте 1-5 мл буферного раствора NH 4 OH / NH 4 Cl. Значение pH должно быть 10. Проверьте pH с помощью стандартизированного pH-метра. (вы также можете добавить ингибитор после буферного раствора)
  5. Добавить 2-3 капли 0.1M раствор Mg-EDTA и 3-4 капли индикатора Eriochrome Black T. Затем хорошо встряхните, и цвет станет винно-красным.
  6. Заполните бюретку стандартизированным 0,01 М раствором EDTA. Запишите начальные показания бюретки и оттитруйте пробу воды этим стандартным раствором.
  7. В конечной точке цвет раствора меняется на синий с винно-красного. Тщательно титрируйте около конечной точки.
  8. Снимите окончательные показания бюретки. Пусть это V 1 мл.
  9. Для получения более точного результата можно запустить холостое титрование.Пусть это V 2 мл.

Расчет общей твердости:

Серийный номер Объем пробы воды (мл) Показания бюретки (мл) Объем раствора EDTA (мл)
Начальный Финал
1
2
3

В случае холостого титрования расчетный объем ЭДТА, необходимый для пробы воды, V = (V 1 -V 2 ) мл
Общая жесткость (временная + постоянная) может быть рассчитана по следующей формуле .

1 мл 0,01 М ЭДТА 0,001001 г CaCO 3
∴ V мл 0,01 М ЭДТА = V 0,001001 г CaCO 3

Теперь, 50 мл пробы воды ≡ V ᵡ 1,001 мг CaCO 3
∴ Проба 1000 мл воды ≡ V 1,001 мг ᵡ 1000/50 CaCO 3
≡ V ᵡ 1,001 ᵡ 20 ppm CaCO 3

.

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, выраженных 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 = [Alk in meq / L]
  • CH in ° dH = 809 × [Alk in meq / 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 подогнанной 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 тестовые 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 его найти, выберите оттенок, наиболее близкий к цвету на полосе.

Как рассчитать жесткость воды с помощью тест-полосок

  1. 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.

  1. 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 в течение 10–30 секунд. За это время на изделии могут появиться признаки химической реакции.

  1. 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 большом количестве, 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, пожалуйста, оставьте их в свободном месте ниже.

.

жесткость воды

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

Общая постоянная жесткость воды рассчитывается по следующей формуле:

ОБЩАЯ ПОСТОЯННАЯ ЖЕСТКОСТЬ = КАЛЬЦИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ + МАГНИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ

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

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

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

Следующие значения используются для определения жесткости воды:

Концентрация как CaCO3 Показатель
от 0 до 60 мг / л Мягкая вода
от 60 до 120 мг / л Умеренно жесткая вода
от 120 до 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.По вопросам или замечаниям обращайтесь к нам.

.

Смотрите также