Magas víz keménység. Víz keménységindex

A különböző országokban élő emberek régóta arra kényszerültek, hogy megjavítsák, mert a magas merevség rossz: a csövek eltömődtek, és lehetetlen őket megfelelően mosni. De ezt mindegyik országban saját maguk kezdték el csinálni, akik hogyan, a hagyományos mérési egységek és a kalcium- és magnéziumionok meghatározásának módszerei alapján, mivel abban az időben nem voltak egységes szabványosított nemzetközi egységek.

Ismeretes, hogy semmi rosszabb, mint a rossz szokások - nagyon nehéz megszabadulni tőlük! A kávé irodalomban (bár a merevség lényegében nem a kávé területéről származik!), A különböző országok még mindig mérik a merevséget fokon, és minden egyes országban különböznek a többiektől. Csak orosz és német merevségi fokok azonosak, igazak, mindkét országban már régen eltűntek, de makacsan léteznek a fogalmak meghatározásában.

A Szovjetunióban 1952-ig a használt keménység mértéke egybeesett a németekkel. Oroszországban a merevség mérésére a kalcium- és magnéziumionok normál koncentrációja liter / liter (mEq / l) ekvivalens milligrammban kifejezve. Egy mEq / l megfelel 20,04 mg Ca2 + 1 liter vízhez vagy 12,16 mg Mg2 + -hoz (atomi tömeg osztva valenciával).

Más országokban szokás merevséget jelölni FELTÉTELI fokokban:

Német fok (dGH)

1 ° = 1 rész kalcium-oxid - CaO 100 000 rész vízben, vagy 0,719 rész magnézium-oxid - MgO 100 000 rész vízben, vagy 10 mg CaO 1 liter vízben, vagy 7,144 mg MgO 1 liter vízben. A dGH (dH) és a dKH jelenleg leggyakrabban a merevség mértékegységeként alkalmazzák az aquarizmusban, a dGH megnevezés a teljes keménységet, a dKH-t a karbonátra vonatkozik;

Francia fok (fh)

1 ° = 1 rész CaCO 3 100 000 rész vízben, vagy 10 mg CaCO 3 1 liter vízben;

Amerikai fok (usH)

1 ° = 1 gabona (0,0648 g) CaCO 3 1 gallon (amerikai 3,785 l) vízben. Elválasztott gramm literenként: 17,12 mg / l caso 3. Az amerikai fokozat másik meghatározása azonban: 1 rész CaCO 3 1 000 000 vízrészre vonatkoztatva (az angol nyelvű szakirodalomban a koncentráció 1 részenként 1 000 000 részre kifejezett kifejezése ppm-nek - millió EUR-nak (egy rész millió), és gyakran használatos. azonos 1 mg / l-vel). Tehát ez az 1 amerikai fok = 1 mg CaCO 3 1 liter vízben. Ez az amerikai fokozat értéke minden táblázatban átmeneti együtthatóval rendelkezik, hogy bizonyos mértékű merevség mértékegységeit másokra alakítsák át.

Angol fok (Clark)

1 ° = 1 gran (0,0648 g) 1 gallon (angol! 4,546 l) vízben = 14,254 mg / l CaCO 3.

Érezd magad, mintha nem könnyű?! Ezért adok egy táblázatot, amely lehetővé teszi, hogy összehasonlítson és lefordítson bizonyos fokú merevséget másoknak:

1. táblázat

A víz keménysége a víz szappannal való reakcióképességének hagyományos mértéke: a kemény víz jelentős mennyiségű szappant igényel hab előállítására. A forróvíz csövek, kazánok és egyéb háztartási készülékek méretarányát kemény víz okozza. A víz keménységét a többértékű fémek oldott ionjai okozzák. Édesvízben a keménységet okozó fő ionok a kalcium és a magnézium; A stroncium, a vas, a bárium és a mangán ionjai szintén fontosak. A víz keménységét általában a vízben lévő többértékű fémionok kelátképző szerekkel, például EDTA-val való reakciójával határozzuk meg, és a kalcium-karbonát ekvivalens koncentrációjában fejezzük ki. A merevséget úgy is értékelhetjük, hogy meghatározzuk az alkotórészek egyedi koncentrációit, amelyek összege egyenértékű kalcium-karbonát mennyiségben van kifejezve. Az ivóvíz keménységi fokát a benne lévő CaCO 3 ekvivalens koncentrációi alapján osztályozzák, az alábbiak szerint:

Lágy - 0-60 mg / l

Átlagos keménység - 60-120 mg / l

Kemény - 120-180 mg / l

Nagyon kemény - 180 mg / l és annál magasabb.

A merevséget a CaO vagy Ca (OH) 2 ekvivalens koncentrációi alapján is osztályozzák. Az SI rendszerben ajánlott a m 2 -es mólokban kifejezett merevség kifejezése m 3 -ként.

Annak ellenére, hogy a keménységet kationok határozzák meg, azt karbonátnak (eldobható) és nem karbonátos (állandó) keménységnek is tekinthetjük. A karbonát keménység azt jelzi, hogy az oldatban lévő karbonátok és hidrogén-karbonátok mennyisége kivehető vagy kicsapható forrással. Ez a fajta merevség felelős a vízmennyiségnek a melegvíz-csövekben és a kazánokban történő lerakódásáért. A nem-karbonátos keménységet a keménységionok és a szulfátok, kloridok és nitrátok kombinációja okozza, és „állandó keménység” -nek minősül, mivel nem lehet a forrással kiküszöbölni.

A lúgosság, mint a víz pufferelésének mutatója, szorosan kapcsolódik a keménységhez. A lúgosságot elsősorban a gyenge savak, elsősorban a hidroxidok, bikarbonátok és karbonátok anionjai vagy molekuláris formái okozzák; egyéb vízformák, például borátok, foszfátok, szilikátok és szerves savak jelenlétében kis mértékben hozzájárulnak a víz lúgosságának indikátorához. Függetlenül attól, hogy mely oldott formák biztosítják a víz lúgosságát, mindig ekvivalens mennyiségű kalcium-karbonátot fejeznek ki.

Azokban az esetekben, amikor a felszíni vizek lúgossága karbonátok és / vagy hidrogén-karbonátok jelenlétének köszönhető, az értéke általában közel a keménység értékéhez.

A kemény víz terjedése

A víz keménységének fő természetes forrásai az üledékes kőzetek, a szűrés és a talajból való lefolyás. A kemény vizet általában sűrű felszíni és meszes formájú területeken alakítják ki. A felszín alatti vizeket általában nagyobb merevség jellemzi, mint a felszíni víz. A karbonsavakban gazdag felszín alatti vizek általában nagy mértékben oldódnak a talajok és a sziklák tekintetében, amelyek mérhető mennyiségű kalcitot, gipszet és dolomitot tartalmaznak.

A merevség fő ipari forrásai a szervetlen vegyi anyagokat előállító vállalkozások és a bányaiparból származó szennyvíz. A kalcium-oxidot az építőiparban mészhabarcsban, gipszben és más anyagokban használják. Ezt a papíripari és a papírgyártás, a cukorfinomítás, az olajfinomítás, a szolárium, a víz és a szennyvíz kezelésére is használják. A magnéziumot a textil-, cserző- és papíripar különböző folyamataiban is használják. A magnéziumötvözeteket széles körben használják öntödei és bélyegzőgyártásban, hordozható gépekben, poggyászfelszerelésekben és széles körben alkalmazható háztartási termékekben. A magnézium-sókat fém magnézium, műtrágyák, kerámia, robbanóanyagok és gyógyszerek előállítására is használják.

Hatás a kemény vízre az egészségre

Amint azt a kalciumot és a magnéziumot tartalmazó cikk is megjegyzi, a víz keménységét meghatározó fő tényezők a kalcium és a magnéziumionok. Nem állnak rendelkezésre adatok az ivóvíz magas kalcium- vagy magnéziumszintjével kapcsolatos egészségkárosító hatásokról.

A nagyfokú keménységű víz használatából adódó kényelmetlenségen kívül egy másik lehetséges kellemetlenség is előfordulhat, ha a magnézium a szulfátionhoz kötődik, aminek következtében a víz laxatív tulajdonságokat szerez.

Az ivóvíz kalciumion-íze küszöbértéke a jelen lévő anionoktól függ; a magnéziumion esetében az ízküszöb kisebb. A víz keménységének és a szív-érrendszeri betegségek kapcsolatának további részleteit a III. Rész tartalmazza, ahol a víz szervetlen összetevőinek egészségügyi szempontjait vesszük figyelembe. A kalcium és a magnézium ajánlott víztartalma nem javasolt, mivel ez az érték esztétikai megfontolások alapján általános keménységre utal.

Egyéb szempontok

A puha víz hajlamosabb a csövek korróziójára, és ennek következtében néhány nehézfém, mint például a réz, a cink, az ólom és a kadmium, jelen lehet az ivóvízben az elosztórendszerben. A fémek korróziója és oldódása szintén a pH, az lúgosság és az oldott oxigénkoncentráció függvénye. Egyes helyeken a korrózió olyan erős, hogy a vízellátó rendszerben különleges óvintézkedéseket kell tenni.

A nagyon kemény vízzel rendelkező területeken a ház csövek eltömődhetnek letétbe helyezve; a kemény víz a konyhai edényekben is sört képez és növeli a szappanfogyasztást. Így a kemény víz nem csak kellemetlen, hanem a fogyasztó számára is költséges lehet. A vízállóság észlelése a lakosság körében nem azonos a különböző településeken, gyakran összefügg a fogyasztó által évek óta használt keménységgel, és sok helyen a keménységű víz nem okoz 500 mg / l-nél nagyobb kifogást. Bár a korrózió és a skála közötti problémák elfogadható egyensúlya körülbelül 100 mg CaCO 3 / L. keménységű.

Ahogyan az iskolai kémia tanfolyamából tudod, a közönséges víz kalcium- és magnéziumionokat tartalmaz. A Ca 2+ és Mg 2+ ionok magas tartalma negatív minőséget ad a víznek merevségét.

CaCO 3 + CO 2 + H20 = Ca (HCO 3) 2

MgCO 3 + CO 2 + H20 = Mg (HCO 3) 2

Ezt a folyamatot a természeti körülmények között széles körben hajtják végre, ami az erodált mészkő felszíni vizekbe, majd a tengerekbe és óceánokba történő eltávolítását eredményezi.

Nem-karbonát (állandó) merevség  szulfátok, magnézium-kloridok és vízben lévő kloridok, valamint egyéb sók (MgS04, MgCI2, CaCl2) jelenléte miatt.

Teljes keménység = karbonát (ideiglenes) keménység + nem-karbonát (állandó) keménység.

A mindennapi életben bárki szembesülhet a víz keménységének mérésével. A merevség hátrányosan befolyásolja a megnövelt merevségű vizet használó különböző folyamatok minőségét. Minél alacsonyabb a vízben oldott sók aránya, a lágyabb és egészségesebb a víz. Mosogatógép működése, mosópor mennyisége, az akvárium vízminősége, vízlágyító szerelése stb. Általában sok cél van.

Oroszországban a keménységet „keménységi fokokban” mérik (1 ° W = 1 mEq / l = 1/2 mol / m3). Külföldön a víz keménységének más mértékegységét vettük fel.

Merevségegységek

1 ° W = 20,04 mg Ca 2+ vagy 12,15 Mg 2+ 1 dm 3 vízben;
1 ° DH = 10 mg CaO 1 dm 3 vízben;
1 ° Clark = 10 mg CaCO3 0,7 dm 3 víz;
1 ° F = 10 mg CaCO 3 1 dm3 vízben;
1 ppm = 1 mg CaCO 3 1 dm 3 vízben.

A vízforraló skála kialakulásának intenzitása szerint bizonyos következtetések levonhatók: minél több plakk, annál nehezebb a víz.

összehasonlító minőség a víz keménységére vonatkozó következtetés az alábbiak szerint végezhető. Üveglemezen tegyen egy csepp esőt, főtt és főtt csapvizet. A csapadék intenzitása után megszáradni tudod a víz keménységét. Az esővíz a legkönnyebb, mert gyakorlatilag nincsenek kalcium- és magnéziumsók. A vízmentes párolgás után keletkező csapadék lehetővé teszi a teljes keménységre vonatkozó következtetések levonását, és főtt egy - az ideiglenes keménységről.

Otthon azonban pontosan és kvantitatívan értékelheti a víz keménységét. A szerves kémia folyamán tudja, hogy a mosodai szappan, mint bármely más, nehéz vízben szappanosodni. Ez a módszer azon a tényen alapul, hogy amint a szappan megköti a kalcium- és magnéziumsók feleslegét, megjelenik a szappanhab. A víz keménységének meghatározásához egy gramm szappant kell mérlegelni, meg kell őrölni és óvatosan, úgyhogy hab képződése nem történik meg, kis mennyiségű forró desztillált vízben oldódik. A desztillált vizet a gyógyszertárakban vagy az autós üzletekben lehet megvásárolni. Az elektrolitkoncentráció növekedésekor az akkumulátorhoz hozzáadódik.

Ezután öntsük a szappanos oldatot egy hengeres üvegbe, és adjunk hozzá desztillált vizet 6 centiméteres szintre, ha a szappan 60%, vagy 7 centiméteres, ha a szappan 72%. A szappan százalékos aránya a sávon látható. A szappanoldat szintjének minden centimétere most tartalmazza a keménység-sók kötésére alkalmas szappan mennyiségét, amelynek mennyisége 1 liter dH-nak felel meg 1 liter vízben. Ezután egy literes edényben a vizsgált vizet fél literre öntsük. És folyamatosan keverjük, fokozatosan adjuk hozzá az elkészített szappanoldatot az üvegből az üvegbe a vizsgálati vízzel. Először csak szürke pelyhek lesznek a felületen. Ezután többszínű szappanbuborékok jelennek meg. A stabil, fehér szappanos habok megjelenése azt sugallja, hogy a vizsgált víz összes keménységi sója kapcsolódik. Most megnézzük az üvegünket, és meghatározzuk, hogy hány centiméternyi oldatot kellett kiönteni az üvegből a tesztvízbe. Minden centiméter fél liter vízben számos sót tartalmaz, ami 2 ° dH-nak felel meg. Ha tehát a hab megjelenése előtt 4 centiméter szappanoldatot kellett öntenie a vízbe, akkor a víz keménysége 8 ° dH.

Ha a szappanoldatot a vízbe öntöttük, és a hab nem jelenik meg, ez azt jelenti, hogy a vizsgált víz keménysége nagyobb, mint 12 ° dH. Ebben az esetben a vizsgálati vizet desztillált vízzel kétszer hígítjuk. És újra elemezzük. Most a merevség eredményét kétszer kell szorozni. A kapott érték megfelel a vizsgált víz keménységének.

A táblázat szerint meghatározhatja a vizsgált víz minőségét:

Ezzel a módszerrel nem lehet meghatározni a merevséget egy ezrednyi pontossággal, de teljesen lehetséges megbecsülni az általános merevség éles elmozdulását a normától 1-2 ° dH pontossággal. Az 1-2 fokos szórás leolvasás meglehetősen elfogadható. A módszer egyszerűségének és hozzáférhetőségének köszönhetően minden bizonnyal sikeresen alkalmazható.

Ezzel a módszerrel lehetőség van a különböző vízforrásokból származó víz keménységének becslésére és érdekes tervezési és kutatási munkák elvégzésére.

forrás:

1Rudzitis G.E. Kémia. Szervetlen kémia. Szerves kémia 9. osztály: tanulmányok. általános oktatásra. szervezetekkel az elektronon. hordozó (DVD): alapszint / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Enlightenment, 2013. - 224 pp., Ill.