سختی آب بالا شاخص سختی آب

افرادی که در کشورهای مختلف به مدت طولانی نیاز به جیره بندی آن را به دست آوردند، زیرا استحکام زیاد بد است: لوله ها مسدود شده اند و غیر ممکن است آنها را به طور مناسب شستشو دهیم. اما آنها این کار را در هر کشور به نحوی انجام دادند که چگونه بر اساس واحدهای سنتی اندازه گیری و روش های تعیین یون های کلسیم و منیزیم، زیرا در آن زمان واحد های استاندارد بین المللی استاندارد وجود نداشت.

شناخته شده است که هیچ چیز بدتر از عادت های بد وجود دارد - از آنها خلاص شدن از شر بسیار دشوار است! در ادبیات قهوه (اگر چه استحکام در اصل یک مفهوم نه از زمینه قهوه است)، کشورهای مختلف هنوز هم سختی را در رشته ها اندازه گیری می کنند و در هر کشور خودشان، متفاوت از دیگران است. فقط درجه سختی روس ها و آلمان ها یکسان است، درست است، مدت ها پیش در هر دو کشور لغو شده بود، اما در تعریف مفاهیم اصرار دارد.

در اتحاد جماهیر شوروی، تا سال 1952، درجه سختی استفاده شده با همتای آلمانی همخوانی داشت. در روسیه، غلظت طبیعی یون های کلسیم و منیزیم، بیان شده در میلی گرم معادل در لیتر (mEq / l)، برای اندازه گیری سختی استفاده می شود. یک mEq / l مربوط به مقدار 20.04 میلیگرم Ca2 + در هر لیتر آب و یا 12.16 میلی گرم Mg2 + (جرم اتمی تقسیم بر valence) است.

در کشورهای دیگر، سخت بودن را در شرایط درجه بندی معمول نشان می دهد.

مدارک آلمان (dGH)

1 ° = 1 قسمت از اکسید کلسیم - CaO در 100000 قسمت آب، یا 0.719 قسمت اکسید منیزیم - MgO در 100000 قسمت آب، یا 10 میلی گرم CaO در 1 لیتر آب، یا 7.194 میلی گرم MgO در 1 لیتر آب. dGH (dH) و dKH در حال حاضر بیشتر در آکواریوم به عنوان یک واحد اندازه گیری برای سختی استفاده می شود، dGH نامگذاری به سختی کل، dKH به کربناته اشاره دارد؛

درجه فارنهایت (fh)

1 ° = 1 قسمت CaCO 3 در 100000 قسمت آب، یا 10 میلی گرم CaCO 3 در 1 لیتر آب؛

درجه های آمریکایی (ush)

1 ° = 1 دانه (0648 گرم) CaCO 3 در 1 گالن (آمریکایی 3.785 لیتر) آب. تقسیم گرم به ازای هر لیتر ما دریافت می کنیم: 17.12 mg / l caso 3. با این حال، تعریف دیگری از درجه آمریکایی وجود دارد: 1 قسمت از کلسیم کلسیم 3 در هر 1000000 بخش آب (در ادبیات انگلیسی زبان، بیان غلظت به عنوان 1 قسمت در هر 1000000 قسمت، ppm است - قسمت در میلیون (یک قسمت در میلیون) و اغلب استفاده می شود. آن برابر با 1 میلی گرم در لیتر است). بنابراین این درجه 1 آمریکایی = 1 میلی گرم کلسیم کلسیم در یک لیتر آب. این ارزش درجه آمریکایی است که در تمام جدول ها با ضریب انتقال برای تبدیل برخی از واحد های اندازه گیری سختی به دیگران اتخاذ شده است.

مدارک انگلیسی (کلارک)

1 ° = 1 گرانول (0.0648 g) در 1 گالن (انگلیسی 4.546 لیتر) آب = 14.254 mg / l کلسیم کلسیم 3.

احساس می کنید همه چیز آسان نیست؟! بنابراین، من یک جدول ارائه خواهم داد که به شما امکان می دهد مقادیری از سفتی را با دیگران مقایسه کنید و ترجمه کنید.

جدول 1

سختی آب یک اندازه سنتی از توانایی آب برای واکنش با صابون است: آب سخت نیاز به مقدار زیادی صابون برای تشکیل یک فوم دارد. قرار دادن مقیاس در لوله های آب گرم، دیگهای بخار و سایر لوازم خانگی توسط آب سخت ایجاد می شود. سختی آب توسط یون های حل شده از فلزات پاور آلان ایجاد می شود. در آب تازه، یون های اصلی که باعث سختی می شوند، کلسیم و منیزیم هستند؛ یون های استرانتیوم، آهن، باریم و منگنز نیز مهم هستند. سختی آب معمولا توسط واکنش یون های فلزات پاورالنتال موجود در آب با عوامل شیمیایی مانند EDTA تعیین می شود و به صورت غلظت معادل کربنات کلسیم بیان می شود. سختی را نیز می توان با تعیین غلظت های فردی تشکیل دهنده آن تعیین کرد، که مجموع آن از نظر مقدار معادل کربنات کلسیم بیان می شود. درجه سختی آب آشامیدنی بر اساس غلظت معادل CaCO3 در آن طبقه بندی می شود:

نرم - 0-60 mg / l

متوسط ​​سختی - 60-120 میلی گرم در لیتر

سخت - 120-180 میلی گرم در لیتر

بسیار سخت - 180 میلی گرم / لیتر و بالاتر.

استحکام نیز بر اساس غلظت معادل CaO یا Ca (OH) 2 طبقه بندی می شود. در سیستم SI توصیه می شود که استحکام در مول های Ca2 + در m 3 بیان شود.

با وجود این واقعیت که سختی توسط کاستی ها تعیین می شود، می توان آن را به عنوان کربنات (یکبار مصرف) و سختی غیر کربنات (ثابت) مورد توجه قرار داد. سختی کربنات مقدار کربنات ها و بی کربنات ها را در محلول نشان می دهد که می توان آن را با جوش برداشت یا رسوب داد. این نوع سختی مسئول انباشت مقیاس در لوله های آب گرم و دیگهای بخار است. سختی غیر کربنات توسط ترکیبی از یون های سختی با سولفات ها، کلرید ها و نیترات ایجاد می شود و به عنوان "سختی دائمی" تعریف می شود، زیرا نمی توان آن را با جوش حذف کرد.

قلیایی، به عنوان یک شاخص از بافر آب، به سختی مربوط است. قلیایی عمدتا بوسیله آنیون ها یا اشکال مولکولی اسیدهای ضعیف، عمدتا هیدروکسید، بی کربنات ها و کربنات ها است. در حضور دیگر اشکال آب مانند بورات ها، فسفات ها، سیلیکات ها و اسیدهای ارگانیک، آنها نیز به شاخص قلیایی آب کمک می کنند. صرف نظر از اینکه فرمهای حل شده سبب اطمینان از قلیائیت آب می شوند، همیشه به عنوان یک مقدار معادل کربنات کلسیم بیان می شود.

در مواردی که قلیائیت آبهای سطحی ناشی از حضور کربنات ها و / یا بی کربنات ها باشد، ارزش آن معمولا به مقدار سختی نزدیک است.

گسترش آب سخت

منابع طبیعی اصلی سختی آب سنگ های رسوبی، فیلتراسیون و رواناب از خاک می باشند. آب سخت معمولا در مناطقی با خاکستر متراکم و تشکیلات آهکی تشکیل شده است. آبهای زیرزمینی معمولا با استحکام بیشتر نسبت به آبهای سطحی مشخص می شوند. آب های زیرزمینی غنی از اسیدهای کربوکسیلیک معمولا با توجه به خاک و سنگ های حاوی مقادیر قابل اندازه گیری کلسیم، گچ و دولومیت مواد معدنی توانایی حلال بالا دارند، در نتیجه سطح سختی می تواند به چند هزار میلی گرم در لیتر برسد.

منابع صنعتی اصلی سختی از کارخانه های تولید مواد شیمیایی غیر معدنی و صنایع معدنی خارج می شوند. اکسید کلسیم در صنعت ساخت و ساز در ملات آهک، گچ و دیگر مواد استفاده می شود. همچنین در تولید کاغذ و کاغذ، پالایش شکر، تصفیه روغن، برنزه شدن، آب و فاضلاب استفاده می شود. منیزیم نیز در فرایندهای مختلف در صنایع نساجی، دباغی و کاغذ استفاده می شود. آلیاژهای منیزیم به طور گسترده ای در تولید ریخته گری و پرچم، ماشین های قابل حمل، وسایل چمدان و محصولات خانگی کاربرد گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. نمک های منیزیم نیز در تولید منیزیم فلزی، کود، سرامیک، مواد منفجره و دارو استفاده می شود.

تأثیر آب بر روی سلامتی

همانطور که در مقاله در مورد کلسیم و منیزیم اشاره شد، عوامل اصلی تعیین سختی آب، یونهای کلسیم و منیزیم هستند. داده های مربوط به اثرات نامطلوب سلامتی به طور خاص با میزان بالایی از کلسیم یا منیزیم در آب آشامیدنی موجود نیست.

علاوه بر ناراحتی داخلی که ناشی از استفاده از آب با درجه سختی بالا است، ممکن است یک مشکل دیگر ممکن است زمانی رخ دهد که منیزیم به یون سولفات متصل شود، به همین دلیل آب به خواص ملال آور تبدیل می شود.

آستانه طعم یون کلسیم در آب آشامیدنی از آنژیون های موجود متفاوت است. برای یون منیزیم، آستانه طعم کمتر است. جزئیات بیشتر مربوط به رابطه بین سختی آب و بیماری های قلبی عروقی را می توان در قسمت سوم پیدا کرد که جنبه های بهداشتی مولکول های معدنی آب را در نظر می گیرد. مقدار توصیه شده برای مقدار آب برای کلسیم و منیزیم پیشنهاد نمی شود، زیرا این مقدار برای سختی کلی بر اساس ملاحظات زیبایی شناسی پیشنهاد شده است.

جنبه های دیگر

آب نرمتر به علت خوردگی لوله است و در نتیجه برخی از فلزات سنگین مانند مس، روی، سرب و کادمیم ممکن است در آب آشامیدنی در سیستم توزیع وجود داشته باشد. درجه خوردگی و انحلال فلزات نیز عملکرد pH، قلیائیت و غلظت اکسیژن محلول است. در برخی از نقاط، خوردگی بسیار قوی است که در سیستم تامین آب باید احتیاط های خاصی انجام شود.

در مناطقی با آب بسیار سخت، لوله های خانه می توانند با مقیاس رسوب مسدود شوند. آب سخت نیز آبجو را در ظروف پخت و پز می سازد و مصرف صابون را افزایش می دهد. بنابراین، آب سخت می تواند نه تنها ناخوشایند بلکه از لحاظ اقتصادی نیز برای مصرف کننده سنگین باشد. ادراک سختی آب توسط جمعیت در مکان های مختلف یکسان نیست، اغلب با سختی هایی که مصرف کننده برای چندین سال استفاده می شود، همراه است و در بسیاری از نقاط آب با سختی سبب اعتراضات بیش از 500 میلی گرم در لیتر می شود. اگر چه تعادل قابل قبولی بین مشکلات خوردگی و مقیاس یک سطح سختی حدود 100 میلی گرم کلسیم کلسیم 3 / L را فراهم می کند.

همانطور که از دوره شیمی شیمی مدرسه می دانید، آب معمولی حاوی یون های کلسیم و منیزیم است. مقدار بالاي يون هاي Ca 2+ و Mg 2+ به آب منفي مي رساند سختی

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

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

این فرایند به طور گسترده ای در شرایط طبیعی انجام می شود، که منجر به حذف سنگ آهک فرسوده شده به آب های سطحی، و سپس به دریاها و اقیانوس ها می شود.

سفتی غیر کربنات (ثابت)   به علت وجود سولفاتها، کلرید منیزیم و کلسیم در آب، و نیز سایر نمکها (MgSO 4، MgCl 2، CaCl 2).

سختی کامل = سختی کربنات (موقت) + سختی غیر کربنات (ثابت).

در زندگی روزمره هر کسی می تواند با اندازه گیری سختی آب در خانه مواجه شود. رطوبت ناچیز بر کیفیت فرایندهای مختلفی است که از آب با سفتی بیشتر استفاده می کنند. پایین تر درصد نمک های محلول در آب، آب نرمتر و سالم تر است. عملیات ماشین ظرفشویی، مقدار پودر شستشو، کیفیت آب در آکواریوم، نیاز به نصب نرم کننده آب و غیره به طور کلی اهداف زیادی وجود دارد.

در روسیه سختی در "درجه سختی" (W = 1 mEq / l = 1/2 مول / متر مکعب) اندازه گیری می شود. در خارج از کشور واحدهای دیگر اندازه گیری سختی آب اتخاذ شده است.

واحدهای سختی

1 ° W = 20.04 میلی گرم Ca 2+ یا 12.15 Mg 2+ در 1 dm 3 آب؛
1 ° DH = 10 میلی گرم CaO در 1 دسی بل 3 آب؛
1 ° Clark = 10 میلی گرم CaCO 3 0.7 دسی بل 3 آب؛
1 ° F = 10 میلی گرم کلسیم کلسیم در 1 دسی بل 3 آب؛
1 ppm = 1 میلی گرم کلسیم کلسیم در هر 1 دسی بل 3 آب.

با توجه به شدت شکل گیری مقیاس در کتری، می توان نتیجه گیری های خاصی انجام داد: پلاک بیشتر، آب سخت تر است.

مقایسهای کیفیت نتیجه گیری در مورد سختی آب می تواند به شرح زیر انجام شود. یک اسلاید شیشه ای، یک قطره باران، آب شیرین آب جوش داده شده و آب پز را اعمال کنید. پس از خشک شدن بر شدت بارش، شما می توانید نتیجه گیری در مورد سختی آب خود را. آب باران نرمترین است، زیرا حاوی تقریبا هیچ نمک کلسیم و منیزیم نیست. رسوب پس از تبخیر آب بدون آب خالص اجازه می دهد تا نتیجه گیری در مورد سختی کامل، و یک - در مورد سختی موقت جوش.

اما در خانه شما می توانید سختی آب را با دقت و کمی سنجید. از دوره شیمی آلی شما می دانید که صابون شستشو، مثل هر نوع دیگر، در آب سخت دشوار است. این روش بر اساس این واقعیت است که به محض این که صابون بیش از مقدار نمک های کلسیم و منیزیم را به یکدیگر متصل می کند، پودر صابون ظاهر می شود. برای تعیین سختی آب، شما نیاز به وزن یک گرم صابون، آن را تمیز کنید و به آرامی، به طوری که هیچ فوم تشکیل نشده است، در مقدار کمی از آب مقطر داغ حل شود. آب مقطر را می توان در داروخانه ها یا فروشگاه های خودرو خریداری کرد. هنگامی که افزایش غلظت الکترولیت افزایش می یابد، آن را برای اضافه کردن به باتری استفاده می شود.

بعد، محلول صابون را به یک شیشه استوانه ای بچسبانید و آب مقطر را به سطح 6 سانتیمتر برسانید، اگر صابون 60٪ یا به میزان 7 سانتی متر باشد، اگر صابون 72٪ باشد. درصد صابون در نوار نشان داده شده است. در حال حاضر هر سانتی متر از سطح راه حل صابون حاوی مقدار صابون است که قادر به اتصال نماهای سختی است، که مقدار آن مربوط به 1 ° dH در 1 لیتر آب است. بعد، در یک لیتر شیشه ای نصف لیتر از آب مورد بررسی قرار دهید. و به طور مداوم هم زدن، به تدریج محلول صابون تهیه شده را از شیشه به داخل شیشه با آب تست اضافه کنید. در ابتدا تنها لکه های خاکستری روی سطح قرار می گیرند. سپس حباب های چند رنگی صورتی ظاهر خواهند شد. ظاهر یک سس سفید صابون پایدار نشان می دهد که تمام نمک های سختی در آب مورد مطالعه متصل هستند. حالا ما به شیشه ما نگاه می کنیم و چند سانتیمتر از محلول ما را مجبور به خارج شدن از شیشه به داخل آب آزمایش می کنیم. هر سانتی متر در نیم لیتر آب تعدادی از نمک، مربوط به 2 درجه dH. بنابراین، اگر قبل از ظاهر شدن فوم، 4 سانتی متر محلول صابون را در آب قرار دهید، سختی آب برابر با 8 درجه سلسیوس می باشد.

اگر تمام راه حل صابون را در آب ریختید و فوم هرگز ظاهر نشد، این بدان معنی است که سختی آب مورد مطالعه بیش از 12 درجه در روز است. در این مورد، آب تست دو بار با آب مقطر رقیق می شود. و ما دوباره تحلیل می کنیم. در حال حاضر نتیجه سختی باید دو برابر شود. مقدار حاصل به سختی آب مورد بررسی بستگی دارد.

طبق جدول شما میتوانید کیفیت آب مورد بررسی را تعیین کنید:

امکان تعیین سختی با دقت تا یک هزارم درجه وجود ندارد، اما کاملا قابل پیش بینی استحکام کلی از عددی با دقت 1-2 درجه dH است. خواندن پراکندگی 1-2 درجه کاملا قابل قبول است. با توجه به سادگی و دسترسی این روش، مطمئنا می تواند موفقیت آمیز باشد.

با استفاده از این روش، در این زمینه امکان سنجی سختی آب از منابع مختلف آب و انجام طراحی جالب و تحقیقاتی وجود دارد.

منابع:

1Rudzitis G.E. شیمی شیمی معدنی شیمی آلی درجه 9: مطالعات. برای آموزش عمومی سازمان ها با بر روی الکترون. حامل (DVD): سطح پایه / G.E. Rudzitis، F.G. فلدمن - م.: روشنگری، 2013. - 224 pp.، Ill.