Yüksək su sərtliyi. Su sərtlik indeksi

Müxtəlif ölkələrdəki insanlar uzun müddət pisləşməyə ehtiyac duydular, çünki yüksək sərtlik pisdir: borular tıxandı və onları düzgün şəkildə yumaq mümkün deyil. Ancaq hər bir ölkədə bu üsulla, kalsium və maqnezium ionlarının təyin edilməsi üçün ənənəvi ölçü vahidləri və metodları əsasında, həmin dövrdə vahid standartlaşdırılmış beynəlxalq birləşmələr olmadığı üçün, hər bir ölkədə bunu öz yolu ilə etməyə başladılar.

Məlumdur ki, pis vərdişlərdən daha pis bir şey yoxdur - onlardan qurtarmaq çox çətindir! Qəhvə ədəbiyyatlarında (qatılıq qəhvə sahəsindən olmayan bir konsepsiya olsa da) fərqli ölkələr hələ də sərtliyini dərəcələrlə və hər bir ölkədə digərləri ilə fərqlənirlər. Yalnız Rus və Alman sərtlik dərəcələri həm bu ölkələrdə, həm də əslində, anlayışlar anlayışında inadla mövcuddur, eyni, doğrudur.

SSRİ-də, 1952-ci ilə qədər istifadə edilən sərtlik dərəcələri Almanlarla bərabər idi. Rusiyada sərtliyin ölçülməsi üçün litr litrinə bərabər milliqramda (mEq / l) ifadə edilən kalsium və maqnezium ionlarının normal konsentrasiyası istifadə olunur. Bir mEq / l suyun litrinin 20.04 miligramı Ca2 + və ya 12.16 milliqram Mg2 + (atom kütləsi valence bölünmüş) tərkibinə cavab verir.

Digər ölkələrdə, qoşulma dərəcələrində sərtliyi göstərmək adətlidir:

Alman dərəcəsi (dGH)

100,000 hissələri suda 1 ° = 1 hissəsi kalsium oksid - CaO-ya 100,000 hissələri suda 0,719 hissəsi maqnezium oksidi və ya 1 litr suda 10 mq CaO və ya 1 litr suda 7,194 mg MgO. dGH (dH) və dKH hazırda sərtliyə görə ölçü vahidi olaraq ən çox akvariumda istifadə olunur, təyin edici dGH ümumi sərtliyə, dKH-dan karbonata aiddir;

Fransız dərəcələri (fh)

1 ° = 1 hissəsi CaCO 3 100,000 hissələri suda və ya 1 litr suda 10 mq CaCO3;

Amerika dərəcələri (usH)

1 ° = 1 taxıl (0.0648 q) ​​CaCO 3 1 galon (American! 3,785 l) suda. Litre başına düşən qramların bölünməsi: 17.12 mg / l caso 3. Amma Amerika dərəcəsinin başqa bir tərifi var: 1.000.000 su hissəsi üçün CaCO 3 hissəsinin 1 hissəsi (ingilis dilində ədəbiyyatda konsentrasiyanın ifadəsi 1,000,000 hissə üçün 1 hissə) milyona düşür (milyonda bir hissə) və tez-tez istifadə olunur. 1 mg / l ilə eynidır). Beləliklə 1 litr suda 1 Amerikan dərəcəsi = 1 mq CaCO3. Amerika səviyyəsindəki bu dəyər, sərtlik ölçüsünün bəzi hissələrinə başqalarına çevrilməsi üçün keçid katsayıları olan bütün masalarda qəbul edilir.

İngilis dili dərəcəsi (Clark)

1 galon (İngilis dili! 4,546 l) su = 14,254 mg / l CaCO 3-də 1 ° = 1 qran (0.0648 q).

Hər şey asan deyil kimi hiss? Buna görə, mən sizə sərtlik dərəcələrini başqalarına müqayisə etməyə və tərcümə etməyə imkan verən bir cədvəl verəcəyəm:

Cədvəl 1

Su sərtliyi suyun sabunla reaksiya qabiliyyətinin ənənəvi ölçüsüdür: sərt su köpük yaratmaq üçün əhəmiyyətli bir miqdarda sabun tələb edir. İsti su borularında, qazanlarda və digər məişət cihazlarında miqyasın yığılması çətin su ilə nəticələnir. Su sərtliyinə polyvalent metalların həll olunmuş ionları səbəb olur. Tərkibli suda, sərtliyə səbəb olan əsas ionlar kalsium və maqneziumdur; Stronsiyum, dəmir, barium və manqan ionları da vacibdir. Su sərtliyi ümumiyyətlə suda mövcud polyvalent metal ionlarının şelatlayıcı maddələr, məsələn EDTA ilə reaksiya ilə müəyyən edilir və kalsium karbonatın ekvivalent konsentrasiyası kimi ifadə edilir. Sərtlik, onu təşkil edən komponentlərin fərdi konsentrasiyalarının müəyyən edilməsi ilə də qiymətləndirilə bilər, bunların məbləği ekvivalent kalsium karbonat miqdarı ilə ifadə edilir. İçməli suyun sərtlik dərəcəsi aşağıdakı kimi CaCO 3 konsentrasiyaları əsasında təsnif edilir:

Soft - 0-60 mg / l

Orta sərtlik - 60-120 mg / l

Hard - 120-180 mg / l

Çox ağır - 180 mg / l və yuxarı.

Sərtlik həmçinin CaO və ya Ca (OH) 2-nin ekvivalent konsentrasiyaları əsasında təsnif edilir. SI sistemində Ca3 + m3 molesində möhkəmliyini ifadə etmək məsləhət görülür.

Sərtliyin katyonlar tərəfindən müəyyən olmasına baxmayaraq karbonat (birdəfəlik) və qeyri-karbonat (sabit) sərtlik hesab edilə bilər. Karbonat sərtliyi solüsyonda karbonatların və bikarbonatların miqdarını göstərir, bu da qaynarlanaraq çıxarılır və ya çökə bilər. Bu cür sərtlik, isti su boruları və qazanlardakı miqyasın çökməsi üçün məsuliyyət daşıyır. Qeyri-karbonatlı sərtlik sərtlik ionlarının sülfatlar, xloridlər və nitratlarla birləşməsi ilə nəticələnir və qaynar ilə aradan qaldırıla bilməz, çünki "qalıcı sərtlik" adlanır.

Alkalinasiya, su tamponlaması göstəricisi olaraq, sərtliklə yaxından əlaqələndirilir. Alkalinite əsasən zəif turşuların, əsasən hidroksidlər, bikarbonatlar və karbonatların anionları və ya molekulyar formalarıdır; boratlar, fosfatlar, silikatlar və üzvi turşu kimi digər su növlərinin iştirakı ilə də suyun alkaliliyi göstəricisinə kiçik bir töhfə verirlər. Hansı həll olunmuş formalar suyun alkaliliyini təmin edirsə, həmişə ekvivalent kalsium karbonat miqdarı olaraq ifadə edilir.

Səth sularının alkaliliyi karbonatların və / və ya bikarbonatların olması səbəbindən, onun dəyəri, adətən, sərtlik dəyərinə yaxındır.

Sərt su yayılması

Su sərtliklərinin əsas təbii qaynaqları çöküntü daşları, filtrasiya və torpaqdan axışdır. Sıx su, adətən, sıx bir üst qat və kalkerli formasiyalarda yaranır. Yeraltı sular adətən yerüstü suya nisbətən daha sərtliklə xarakterizə olunur. Karboksilik turşuları ilə zəngin yeraltı sular, kalsit, gips və dolomit olan mineralların ölçüle bilən miqdarlarını ehtiva edən torpaqlara və qayalara görə yüksək həllolma bacarığına malikdir, bunun nəticəsində sertlik səviyyəsi bir neçə min mq / l-ə çatacaqdır.

Sərtliyin əsas sənaye qaynaqları qeyri-üzvi kimya istehsal edən və dağ-mədən sənayesi müəssisələrindən çıxır. Kalsium oksidi tikinti sektorunda kireç harçları, sıva və digər malzemelerde istifadə olunur. Həm də kağız küspe və kağız istehsalı, şəkər emalı, neft emalı, bənövşə, su və atıksu müalicəsində istifadə olunur. Maqnezium da tekstil, toxuculuq və kağız sənayesində müxtəlif proseslərdə istifadə olunur. Maqnezium ərintiləri döküm və damcı istehsalı, portativ maşınlar, baqaj avadanlığı və geniş tətbiq olunan məişət məhsullarında geniş yayılmışdır. Maqnezium duzları da metal maqnezium, gübrə, keramika, partlayıcı və dərman istehsalında istifadə olunur.

Sağlam suya sağlamlığa təsir

Kalsium və maqnezium haqqında yazıda qeyd olunduğu kimi, suyun sərtliyini müəyyən edən əsas amillər kalsium və maqnezium ionlarıdır. Xüsusilə içməli su içində yüksək səviyyədə kalsium və ya maqneziumla əlaqəli mənfi sağlamlıq təsirləri haqqında məlumatlar mövcud deyil.

Yüksək dərəcədə sərtlik dərəcəsi olan suyun istifadəsi nəticəsində ortaya çıxan daxili narahatlıqlardan başqa, maqnezium sulfat ionuna bağlandıqda başqa bir əlverişsiz vəziyyət ola bilər, bunun nəticəsində suyun laksatif xüsusiyyətləri olur.

İçməli suda kalsium ionu dadının həddi mövcud anionlardan fərqlənir; maqnezium ionu üçün, dad sərhədi azdır. Su sərtliyi və ürək-damar xəstəlikləri arasındakı əlaqə ilə əlaqədar daha ətraflı məlumat suyun qeyri-üzvi komponentlərinin sağlamlıq aspektləri ilə məşğul olan III hissədə tapıla bilər. Kalsium və maqnezium üçün nəzərdə tutulan suyun tərkib dəyərləri təklif edilmir, çünki bu dəyər estetik nəzərə əsaslanan ümumi sərtlik üçün təklif olunur.

Digər cəhətlər

Yumşaq su boru korroziyasına səbəb olur və bunun nəticəsi olaraq, mis, sink, qurğuşun və kadmiyum kimi bəzi ağır metallar paylama sistemində içməli suda mövcud ola bilər. Metalların korroziya və həllinin dərəcəsi də pH, alkalilik və həll olunmuş oksigen konsentrasiyasının funksiyasıdır. Bəzi yerlərdə korroziya o qədər güclüdür ki, su təchizatı sistemində xüsusi tədbirlər görülməlidir.

Çox sərt sular olan ərazilərdə ev boruları yatırılmış miqyasda tıxalı ola bilər; Sərt su da yemək qablar üzərində kötük yaradır və sabun istehlakını artırır. Beləliklə, sərt su istehlakçı üçün xoşagəlməz, eyni zamanda iqtisadi cəhətdən ağır yük ola bilər. Əhalinin su sərtliyini qəbul etməsi fərqli yerlərdə eyni deyil, tez-tez istehlakçının bir neçə ildir istifadə etdiyi sərtliyə bağlıdır və bir çox yerlərdə sərt su ilə 500 mq / l-dən çox etirazlara yol vermir. Korroziya və miqyaslı problemlər arasında qəbul edilən bir tarazlıq təxminən 100 mq CaCO 3 / L sərtlik səviyyəsini təmin edir.

Bir məktəb kimya kursundan bildiyiniz kimi adi su kalsium və maqnezium ionlarını ehtiva edir. Ca 2+ və Mg 2 + ionlarının yüksək miqdarı suyun adlandırdığı bir mənfi keyfiyyətə səbəb olur sərtlik

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg (HCO3) 2

Bu proses təbii şəraitdə geniş şəkildə həyata keçirilir və eroziyalı kireçtaşı yerüstü sulara, sonra dənizlərə və okeanlara çıxarır.

Qeyri-karbonat (sabit) sərtlik  sulfatların, maqnezium xloridlərinin və suda kalsiumun, eləcə də digər duzların (MgS04, MgCl2, CaCl2) olması səbəbindən.

Ümumi sərtlik = karbonat (müvəqqəti) sərtlik + qeyri-karbonat (sabit) sərtlik.

Gündəlik həyatda hər kəs evdə su sərtliyini ölçmək vəzifəsinə üzləşə bilər. Sərtlik suyun sərtliklə istifadə edən müxtəlif proseslərin keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir. Suda çözünmüş tuzların nisbəti, suyun daha yumşaq və sağlam olmasıdır. Bulaşık maşınının işlənməsi, yuyucu tozun miqdarı, akvariumda suyun keyfiyyəti, suyun yumşaldıcı qurma ehtiyacı və s. Ümumiyyətlə, bir çox məqsəd var.

Rusiyada sərtlik "sərtlik dərəcəsi" ilə ölçülür (1 ° W = 1 mEq / l = 1/2 mol / m3). Xaricdə su sərtliklərinin digər ölçü vahidləri qəbul edildi.

Sərtlik vahidi

1 dm 3 suda 1 ° W = 20.04 mg Ca2 + və ya 12.15 Mg 2 +;
1 ° DH = 1 dm 3 suda 10 mq CaO;
1 ° Clark = 10 mq CaCO 3 0.7 dm 3 su;
1 dm 3 suda 1 ° F = 10 mq CaC03;
1 ppm = 1 mq CaCO3 1 dm 3 suya bərabərdir.

Çayxanada miqyasın meydana gəlməsinin intensivliyinə görə, müəyyən nəticələr əldə edilə bilər: daha çox lövhə, suyun daha da çox olması.

Müqayisəli keyfiyyəti suyun sərtliyi ilə bağlı aşağıdakı nəticələr verilə bilər. Bir şüşə slaydda bir yağış yağışını tətbiq edin, qaynadılmış və qaynadılmış tap suyu. Çöküntünün sıxlığına quruduqdan sonra, suyun sərtliyindən bəhs edə bilərsiniz. Yağış suyu yumşaqdır praktiki olaraq kalsium və maqnezium duzları yoxdur. Yağsız suyun buxarlanmasından sonra çöküntü ümumi sərtlik barədə bir nəticə verməyə imkan verir və bir qaynadılmış - müvəqqəti sərtlik haqqında.

Ancaq evdə suyun sərtliyini dəqiq və kəmiyyət olaraq qiymətləndirə bilərsiniz. Üzvi kimya kursundan bilirsiniz ki, çamaşır suyunu hər hansı digər kimi, çətin suda sabun etmək çətindir. Bu üsul, sabunun kalsium və maqnezium duzlarını birləşdirdiyindən sabunlu köpüklər meydana çıxır. Suyun sərtliyini müəyyən etmək üçün, bir qram sabun çəkin, itin və yumşaq bir şəkildə, heç bir köpük meydana gəlməməli, az miqdarda isti distillə suda həll olunmalıdır. Distillə edilmiş su apteklər və ya avtosalonlarda əldə oluna bilər. Elektrolit konsentrasiyası artdıqda batareyaya əlavə etmək üçün istifadə olunur.

Ardından sabun həllini silindrik bir şüşəyə atın və sabun 72% olarsa sabun 60% və ya 7 santimetr səviyyəsinə qədər 6 santimetr səviyyəsinə damıtılmış su əlavə edin. Barda sabunun payı göstərilir. İndi sabunlu həll səviyyəsinin hər santimetrində 1 litr suda 1 ° dH-ə bərabər olan möhkəmlik qatılıq duzları olan sabun miqdarı var. Bir litrlik jarda, araşdırılan suyun yarım litrini tökün. Davamlı şəkildə qarışdırmaq, hazırlanmış sabun həllini test suyuyla şüşədən kavanoza əlavə edin. Əvvəlcə səthdə yalnız ağ rəngli ləkələr olacaq. Sonra çox rəngli sabunlu baloncuklar görünəcək. Sabit ağ sabunlu suşların görünüşü, tədqiq olunan suyun bütün sərtlik duzlarının birləşdiyini göstərir. İndi şüşəmizə baxırıq və həll suyunun santimetrindən test suyuna şüşədən döymək məcburiyyətindəyik. Hər bir santimetr, yarım litr suda 2 ° dH-ə bərabər olan bir sıra tuzlara bənzəyir. Beləliklə, köpük görünməzdən əvvəl suya 4 santimetr sabunlu su tökmək məcburiyyətində qaldıqda, su sərtliyi 8 ° dH-ə bərabərdir.

Əgər bütün sabun həllini suya töksəniz və köpük heç vaxt ortaya çıxmadıysa, bu, tədqiq olunan suyun sərtliyi 12 ° dH-dən çoxdur. Bu vəziyyətdə test suyu iki dəfə damıtılmış su ilə seyreltilir. Və yenidən təhlil edirik. İndi sərtliyin nəticəsi ikiyə çarpılmalıdır. Nəticədə çıxan qiymət araşdırılmış suyun sərtliyinə uyğun gəlir.

Cədvəl görə, tədqiq olunan suyun keyfiyyətini təyin edə bilərsiniz:

Bu metodla bir dərəcənin bir mindən çox dəqiqliyi ilə sərtliyi müəyyən etmək mümkün deyil, lakin ümumdünya sərtliyini normadan 1-2 ° dH həssaslıqla kəskin şəkildə təxmin etmək mümkündür. 1-2 dərəcə dağılım oxumaları olduqca məqbuldur. Metodun sadəliyi və əlçatanlığı nəzərə alınmaqla, əlbəttə ki, uğurla tətbiq edilə bilər.

Bu metodu istifadə edərək, suda müxtəlif su mənbələrindən olan suyun sərtliyini qiymətləndirmək və maraqlı dizayn və tədqiqat işləri aparmaq mümkündür.

Mənbələr:

1Rudzitis G.E. Kimya. Anorganik kimya. Üzvi Kimya. 9-cu sinif: tədqiqatlar. ümumi təhsil üçün. təşkilatları ilə elektronda. daşıyıcı (DVD): əsas səviyyə / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Aydınlanma, 2013. - 224 səh., İ.