उच्च पाणी कडकपणा. पाणी कडकपणा दर

बर्याच काळापासून वेगवेगळ्या देशांतील लोक रेशनची गरज पडू लागले कारण उच्च कठोरपणा वाईट आहे: पाईप्स बंद आहेत आणि त्यांना योग्य प्रकारे धुणे अशक्य आहे. परंतु त्यांनी प्रत्येक देशामध्ये त्यांच्या स्वत: च्या मार्गाने हे केले, कोण, माप आणि परंपरागत एकके आणि कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम आयन ठरविण्याच्या पद्धतींवर आधारित, कारण तेथे एकसमान प्रमाणित आंतरराष्ट्रीय युनिट नसल्यामुळे कसे.

हे माहित आहे की वाईट सवयींपेक्षा वाईट काहीही नाही - त्यांच्यापासून मुक्त होणे बरेच कठीण आहे! कॉफी साहित्यात (जरी कठोरपणा कॉफच्या क्षेत्रापासून नाही तर अवधारणा सारखा आहे!), भिन्न देश अद्यापही प्रमाणांमध्ये कठोरता मोजतात आणि प्रत्येक देशात स्वत: च्या स्वत: च्या, इतरांपेक्षा वेगळे असतात. कठोरपणाच्या रशियन आणि जर्मन अंश समान आहेत, सत्य आहेत, यापूर्वी या दोन्ही देशांमध्ये कालबाह्य झाले आहेत, परंतु संकल्पनांच्या परिभाषामध्ये हट्टीपणाने अस्तित्वात आहेत.

1 9 52 पर्यंत यूएसएसआर मध्ये, कठोरपणाचे प्रमाण जर्मन लोकांशी जुळले. रशियामध्ये, कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम आयनांचे सामान्य एकाग्रता, प्रति लीटर (एमईक्यू / एल) च्या मिलिग्राममध्ये व्यक्त केलेले, कठोरता मोजण्यासाठी वापरले जाते. एक एमईक / एल 202.4 मिलीग्राम सीए 2 + प्रति लिटर पाण्यात किंवा 12.16 मिलीग्राम एमजी 2 + (अणु मास व्हॅलेंसद्वारे विभाजित) सामग्रीशी संबंधित आहे.

इतर देशांमध्ये, अनुवांशिक पदांवर कठोरपणा दर्शविणारा प्रथा आहे:

जर्मन डिग्री (डीजीएच)

1 डिग्री = कॅल्शियम ऑक्साईडचा 1 भाग - पाण्यातील 100,000 भागांमध्ये सीओओ, किंवा मॅग्नेशियम ऑक्साईडचा 0.71 9 भाग - पाण्यातील 100,000 भागांमध्ये एमजीओ, किंवा 1 लिटर पाण्यात 10 किलो सीओओ किंवा 1 लीटर पाण्यात 7.1 9 4 मिलीग्राम एमजीओ. डीजीएच (डीएच) आणि डीकेएच सध्या सखोलतेच्या मोजणीच्या एकक म्हणून एक्वाइझिझममध्ये सर्वसाधारणपणे वापरली जातात, पदवी डीजीएच म्हणजे एकूण कठोरता, डीकेएच ते कार्बोनेट;

फ्रेंच अंश (एफएच)

100 डिग्री भागांमध्ये 1 ° = 1 भाग CaCO 3 पाणी, किंवा 10 लिटर पाण्यात 10 मिलीग्राम CaCO 3;

अमेरिकन डिग्री (यूएसएच)

1 डिग्री = 1 धान्य (0.0648 ग्रॅम) कॅको 3 पाणी 1 अमेरिकन (3.785 एल) पाणी. प्रत्येक लिटरमध्ये ग्राम विभक्त करताना आम्हाला: 17.12 मिलीग्राम / कॅस 3. तथापि, अमेरिकन डिग्रीची आणखी एक व्याख्या आहे: 1 99 3 च्या 1,000,000 भागांच्या सीएसीओ 3 चा भाग (इंग्रजी-भाषेतील साहित्यानुसार, एका 1,000,000 भागांवर 1 भाग म्हणून एकाग्रता अभिव्यक्तीला पीपीएम-पार्ट प्रति दशलक्ष (एक भाग प्रति दशलक्ष) म्हटले जाते आणि बर्याचदा वापरले जाते. हे 1 मिलीग्राम / एल सारखे आहे). तर 1 लिटर पाण्यात 1 अमेरिकन डिग्री = 1 मिली कॅको 3. ट्रान्झिशन कोऑफिशिअन्ट्स असलेल्या इतर सारण्यांमध्ये इतरांच्या कठोर परिमाणांची मोजणी करण्यासाठी काही प्रमाणात अमेरिकेने पदवी घेतली आहे.

इंग्रजी डिग्री (क्लार्क)

1 गॅलन (इंग्रजी! 4.546 एल) 1 डिग्री = 1 ग्रॅन (0.0648 ग्रॅम) पाणी = 14.254 मिलीग्राम / एल CaCO 3.

असे वाटते की सर्वकाही सोपे नाही आहे? म्हणून, मी एक सारणी देतो जी आपल्याला इतरांना कठोरपणाचे काही अंश तुलना आणि अनुवाद करण्यास अनुमती देते:

सारणी 1

पाणी कडकपणा हे साबणासह प्रतिक्रिया देण्याच्या क्षमतेचे पारंपारिक मोजमाप आहे: हार्ड वॉटरला फोम तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात साबण आवश्यक असते. गरम पाण्याच्या पाईप्स, बॉयलर आणि इतर घरगुती उपकरणे मोजण्याचे प्रमाण कठोर पाण्यामुळे होते. बहुतांश धातुंच्या विरघळलेल्या आयनमुळे पाणी कडकपणा येतो. ताजे पाण्यात, कठोरपणाचे मुख्य आयन कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम असतात; स्ट्रॉन्टीअम, लोह, बेरियम आणि मॅंगनीजचे आयन देखील महत्त्वाचे आहेत. पाणी कडकपणा हे चेल्टिंग एजंट्स असलेल्या पाण्यातील बहुभुज धातुच्या आयनांच्या प्रतिक्रियेद्वारे निश्चितपणे निर्धारित केले जाते, उदाहरणार्थ, ईडीटीए, आणि कॅल्शियम कार्बोनेटच्या समकक्ष एकाग्रता म्हणून व्यक्त केले जाते. कडकपणाचा आकार घटविण्याच्या घटकांचे वैयक्तिक सांद्रण निश्चित करून देखील मूल्यांकन केले जाऊ शकते, ज्याची बेरीज कॅल्शियम कार्बोनेटच्या बरोबरीच्या प्रमाणात व्यक्त केली जाते. पिण्याचे पाणी कडकपणाची डिग्री यामध्ये सीएसीओ 3 च्या समकक्ष सांद्रणाच्या आधारावर वर्गीकृत केली गेली आहे:

मऊ - 0-60 मिलीग्राम / एल

सरासरी कठोरता - 60-120 मिलीग्राम / ली

कठीण - 120-180 मिलीग्राम / ली

खूप कठीण - 180 मिलीग्राम / लीटर आणि त्यापेक्षा जास्त.

सीओओ किंवा सीए (ओएच) 2 च्या समतुल्य सांद्रणाच्या आधारावर कठोरता देखील वर्गीकृत केली जाते. एसआय सिस्टीममध्ये सीए 2+ प्रति एम 3 च्या कपाटात कठोरपणा व्यक्त करण्याची शिफारस केली जाते.

कणांद्वारे कठोरता निश्चित केली गेली असली तरीसुद्धा कार्बोनेट (डिस्पोजेबल) आणि नॉन-कार्बोनेट (स्थिर) कठोरता म्हणून देखील विचारात घेता येते. कार्बोनेट कडकपणा द्रावणात कार्बोनेट्स आणि बायकार्बोनेट्सची संख्या दर्शवितात, ज्याला उकळत्या किंवा काढता येऊ शकते. अशा प्रकारच्या कठोरपणामुळे गरम पाण्याच्या पाईप्स आणि बॉयलरमध्ये स्केल मोजण्यासाठी जबाबदार आहे. सल्फेट्स, क्लोराईड्स आणि नाइट्रेट्ससह कडकपणा आयनांच्या मिश्रणाने नॉन-कार्बोनेट कडकपणा आणि "कायम कठोरता" म्हणून परिभाषित केले जाते कारण उकळत्यामुळे ते काढून टाकता येत नाही.

पाणी बफरिंगचे सूचक म्हणून क्षारीयपणा कठोरताशी निगडित आहे. अल्कधर्म हे मुख्यत्वे कमजोर अम्लचे आयन किंवा आण्विक रूपे, मुख्यत्वे हायड्रॉक्साइड, बायकार्बोनेट्स आणि कार्बोनेट्समुळे होते. बोरेट्स, फॉस्फेट्स, सिलिकेट्स आणि सेंद्रिय अम्ल यासारख्या इतर प्रकारचे पाणी उपस्थितीत ते पाणी क्षारीयच्या निर्देशकामध्ये एक लहान योगदान देखील देतात. कोणत्या विसर्जित स्वरुपामुळे पाणी अल्कता सुनिश्चित होते, ते नेहमी कॅल्शियम कार्बोनेटचे समतुल्य प्रमाणात व्यक्त केले जाते.

ज्या भागात पृष्ठभागाच्या क्षारांचे प्रमाण कार्बननेट आणि / किंवा बायकार्बोनेट्सच्या अस्तित्वामुळे आहे, त्याचे मूल्य सहसा कठोरताच्या मूल्याजवळ असते.

हार्ड पाणी पसरणे

पाणी कडकपणाचे मुख्य नैसर्गिक स्त्रोत अवशेष चट्टान, निस्पंदन आणि मातीपासून पळवाट आहेत. घनदाट आणि उष्मांक तयार असलेल्या भागात सामान्यतः कठोर पाणी तयार केले जाते. भूजल सामान्यत: पृष्ठभागाच्या तुलनेत अधिक कठोरतेने ओळखले जाते. कार्बोक्सिलिक ऍसिडमध्ये समृद्ध असलेले भूगर्भीय पाण्याचे प्रमाण सामान्यत: माती आणि खडकांमधील खनिजे कॅल्साइट, जिप्सम आणि डोलोमाइटचे मापनयोग्य प्रमाण असलेले चक्रीवादळ असते, ज्यामुळे कठोरपणाचे प्रमाण अनेक हजार मिलीग्राम / एलपर्यंत पोहोचू शकते.

अकार्यक्षम रसायने आणि खाण उद्योग निर्मिती करणारे उद्योगांमधील कठोरपणाचे मुख्य औद्योगिक स्त्रोत प्रदूषित आहेत. कॅल्शियम ऑक्साईडचा वापर चूना मोर्टार, प्लास्टर आणि इतर साहित्यामध्ये बांधकाम उद्योगात केला जातो. पेपर लुगदी आणि कागदाचे उत्पादन, साखर शुद्धीकरण, तेल शुद्धीकरण, कंद, पाणी आणि गांडुळांच्या उपचाराचा वापर केला जातो. टेक्सटाईल, टॅनिंग आणि पेपर इंडस्ट्रीजमध्ये विविध प्रक्रियांमध्ये मॅग्नेशियमचा वापर केला जातो. मॅग्नेशियम मिश्र धातु फाउंड्री आणि मुद्रांक उत्पादन, पोर्टेबल मशीन, सामान उपकरणे आणि विस्तृत अनुप्रयोगाच्या घरगुती उत्पादनांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जातात. मॅग्नेशियम ग्लायकोकॉलेट्स मेटलिक मॅग्नेशियम, खते, सिरीमिक्स, स्फोटक द्रव्ये आणि औषधे तयार करण्यासाठी देखील वापरली जातात.

आरोग्य वर हार्ड पाणी प्रभाव

कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियमवरील लेखात सांगितल्याप्रमाणे, पाण्याच्या कठोरताचे निर्धारण करणारे प्रमुख घटक कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम आयन आहेत. विशिष्ट प्रमाणात कॅल्शियम किंवा पिण्याचे पाणी असलेल्या मॅग्नेशियमशी संबंधित प्रतिकूल आरोग्य प्रभावावरील डेटा उपलब्ध नाही.

मोठ्या प्रमाणातील कठोरतासह पाण्याच्या वापरामुळे होणार्या घरगुती अस्वस्थता व्यतिरिक्त, जेव्हा मॅग्नेशियम सल्फेट आयनशी बंधनकारक असते तेव्हा दुसर्या संभाव्य गैरसोयी उद्भवू शकतात ज्यामुळे पाणी रेचक गुणधर्म प्राप्त करतो.

पिण्याचे पाणी मध्ये कॅल्शियम आयन स्वाद थ्रेशोल्ड उपस्थित आयन पासून बदलते; मॅग्नेशियम आयन साठी, स्वाद थ्रेशहोल्ड कमी आहे. पाणी कडकपणा आणि हृदयरोगासंबंधी रोगांमधील संबंधांविषयी पुढील तपशील भाग तिसरे मध्ये आढळू शकतात, जेथे पाण्याचे अकार्बनिक घटक मानले जातात. कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियमसाठी शिफारस केलेल्या जल सामग्रीचे मूल्य सुचविले जात नाहीत, कारण हे मूल्य सौंदर्यात्मक विचारांवर आधारीत सामान्य कठोरतासाठी सूचित केले जाते.

इतर पैलू

मऊ पाणी जास्त प्रमाणात पाईपचे कारण बनवते, आणि परिणामी, तांबे, जस्त, लीड आणि कॅडमियम सारख्या काही जड धातू वितरण व्यवस्थेत पिण्याचे पाणी असू शकतात. धातूंचे जराश आणि विघटन हे पीएच, क्षारीयपणा आणि विसर्जित ऑक्सिजन एकाग्रतेचे कार्य आहे. काही ठिकाणी, जंगला इतका मजबूत आहे की पाणी पुरवठा व्यवस्थेत विशेष सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे.

अतिशय कठोर पाण्याच्या क्षेत्रामध्ये घरगुती पाईप जमा केलेल्या स्केलसह घट्ट होऊ शकतात; कठोर पाणी देखील स्वयंपाकाच्या भांडीवर घाण तयार करते आणि साबण वापर वाढवते. अशा प्रकारे, कठोर पाणी केवळ अप्रिय नसून उपभोगासाठी आर्थिकदृष्ट्या ओझे असू शकते. लोकसंख्येतील पाणी कडकपणाचा विचार वेगवेगळ्या ठिकाणी समान नसतो, बर्याच वर्षांपासून ग्राहक बर्याच वर्षांपासून वापरल्या जाणार्या कठोरताशी संबंधित आहे आणि बर्याच ठिकाणी कठोरतेने पाणी 500 मिलीग्राम / लीटरपेक्षा जास्त आक्षेप घेत नाही. जरी क्षोभ आणि स्केल समस्यांमधील स्वीकार्य समतोल अंदाजे 100 मिलीग्राम CaCO 3 / एल चे कडकपणाचे स्तर प्रदान करते.

जसे आपण शाळेच्या रसायनशास्त्र अभ्यासक्रमातून माहित आहात, सामान्य पाण्यात कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम आयन असतात. Ca 2+ आणि Mg 2+ आयनांची उच्च सामग्री पाणी याला नकारात्मक गुणवत्ता देते कडकपणा

काको 3+ सीओ 2 + एच 2 ओ = सीए (एचसीओ 3) 2

एमजीसीओ 3+ सीओ 2 + एच 2 ओ = एमजी (एचसीओ 3) 2

ही प्रक्रिया नैसर्गिक परिस्थितीत मोठ्या प्रमाणावर चालविली जाते, ज्यामुळे खराब झालेले चुनखडीचे पाण्याचे पृष्ठभाग आणि नंतर समुद्र आणि महासागराचे पृष्ठभाग काढून टाकते.

नॉन कार्बोनेट (स्थिर) कडकपणा  सल्फेट्सच्या उपस्थितीमुळे, मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियमचे क्लोराईड्स, तसेच इतर लवण (एमजीएसओ 4, एमजीक्ल 2, सीएसीएल 2) यांच्यामुळे.

एकूण कठोरता = कार्बोनेट (तात्पुरती) कठोरता + गैर-कार्बोनेट (स्थिर) कठोरता.

रोजच्या जीवनात कोणीही घरी पाण्याच्या कडकपणाचे मोजमाप करण्यासाठी कार्य करू शकते. कडकपणामुळे वाढलेल्या कडकपणासह पाणी वापरणार्या विविध प्रक्रियांच्या गुणवत्तेवर प्रतिकूल परिणाम होतो. पाण्यात विरघळलेल्या लवणांची टक्केवारी जितकी कमी होईल तितकेच ते नरम आणि निरोगी. डिशवॉशर ऑपरेशन, वॉशिंग पावडरची रक्कम, मत्स्यालयातील पाण्याची गुणवत्ता, वॉटर सॉफ्टर इत्यादीची गरज इ. सर्वसाधारणपणे, अनेक गोल आहेत.

रशियामध्ये, कडकपणा "कठीणपणाची अवस्था" मोजली जाते (1 डिग्री डब्ल्यू = 1 एमईक्यू / एल = 1/2 एमओएल / एम 3). परदेशात पाणी कडकपणा मोजण्यासाठी इतर एककांचा अवलंब केला.

कडकपणा

1 डिग्री डब्ल्यू = 20.04 मिलीग्राम सीए 2+ किंवा 12.15 एमजी 2+ 1 डीएम 3 पाण्यात;
1 डीएच डीएच = 10 मिलीग्राम CaO 1 डीएम 3 पाण्यात;
1 ° क्लार्क = 10 मिलीग्राम कॅको 3 0.7 डीएम 3 पाणी;
1 डिग्री फॅ = 10 मिलीग्राम कॅको 3 पाणी 1 डीएम 3 मध्ये;
1 पीपीएम = 1 मिलीग्राम CaCO 3 1 डीएम 3 पाणी.

केटलमध्ये स्केल तयार करण्याच्या तीव्रतेनुसार, काही निष्कर्ष काढता येतात: अधिक पट्टिका, कठिण पाणी.

तुलनात्मक गुणवत्ता खालीलप्रमाणे सखोलतेचा निष्कर्ष काढता येतो. काचेच्या स्लाइडवर, पावसाचे, उकडलेले आणि उकडलेले टॅप पाणी टाका. वर्षाच्या तीव्रतेवर कोरडे पडल्यानंतर आपण आपल्या पाण्याच्या कठोरताबद्दल निष्कर्ष काढू शकता. रेन वॉटर हा सर्वात सॉफ्ट आहे प्रत्यक्षात कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम ग्लायकोकॉलेट नाहीत. न वापरलेल्या पाण्याचे वाष्पीकरण झाल्यानंतरची प्रखरता संपूर्ण कडकपणा, आणि उकडलेले एक - अस्थायी कडकपणा बद्दल निष्कर्ष काढण्यास परवानगी देते.

परंतु घरी आपण पाण्याच्या कठोरताचे अचूक आणि प्रमाणितपणे मूल्यांकन करू शकता. सेंद्रीय रसायनशास्त्रातून आपल्याला माहित आहे की कपडे धुण्यास योग्य साबण, इतर कोणत्याहीसारखे, कठोर पाण्यात साबण करणे कठीण आहे. ही पद्धत अशा तत्वावर आधारित आहे की साबण म्हणून कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम ग्लायकोकॉलेट जास्त प्रमाणात बांधले जातात, साबण सूड दिसून येतात. पाण्यातील कठोरता निश्चित करण्यासाठी, आपल्याला एका ग्रॅम साबणाचे वजन वाढवावे आणि ते हळुवारपणे पीठ द्यावे जेणेकरून कोणताही फोम तयार होणार नाही आणि थोड्या प्रमाणात गरम डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये विरघळेल. फार्मेसी किंवा ऑटो दुकानात डिस्टिल्ड वॉटर खरेदी करता येते. इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता वाढते तेव्हा ते बॅटरीमध्ये जोडण्यासाठी वापरले जाते.

नंतर, नलिका ग्लासमध्ये साबण सोल्युशन घाला आणि 6 सें.मी.च्या पातळीवर डिस्टिल्ड वॉटर घाला, जर साबण 60% किंवा 7 सेंटीमीटरच्या पातळीवर असेल तर साबण 72% असेल. साबणावर टक्केवारी दर्शविली जाते. आता साबण सोल्यूशनच्या पातळीच्या प्रत्येक सेंटीमीटरमध्ये कडकपणा लवण बांधण्यासाठी सक्षम साबणांची संख्या असते, ज्याची 1 लीटर पाण्यात 1 डिग्री डीएचशी संबंधित असते. पुढे, लिटर जारमध्ये तपासलेल्या पाण्याच्या अर्धा लिटर ओतणे. आणि सतत हलवून, हळूहळू तयार केलेले साबण सोल्यूशन ग्लासमधून टेस्ट वॉटरसह जारमध्ये घाला. प्रथम, पृष्ठभागावर फक्त राखाडी फ्लेक्स असतील. मग बहु-रंगीत साबण फुगे दिसून येतील. एक स्थिर पांढरे साबण सूड दिसण्यावरून असे दिसून येते की अभ्यास अंतर्गत पाण्यातील सर्व कठोर लवण जोडलेले आहेत. आता आम्ही आमच्या ग्लासकडे पाहतो आणि चाचणीच्या पाण्यात ग्लासमधून किती सेंटीमीटर वितरीत करायचे ते ठरवतो. प्रत्येक सेंटीमीटरला अर्धा लिटर पाण्यात बाहेरील 2 मि.ली. अशा प्रकारे, फेसच्या समोर येण्यापूर्वी आपल्याला 4 सेंटीमीटर साबण सोल्यूशन ओतणे आवश्यक आहे, तर पाणी कडकपणा 8 डिग्री डीएचच्या बरोबरीने आहे.

जर तुम्ही सर्व साबणांचे पाणी पाण्यामध्ये ओतले आणि फोम कधीच दिसला नाही तर याचा अर्थ असा आहे की अभ्यास अंतर्गत पाण्यातील कठोरता 12 डिग्रीपेक्षा जास्त आहे. या प्रकरणात, चाचणी पाणी दोनदा डिस्टिल्ड वॉटरने पातळ केले जाते. आणि आम्ही पुन्हा विश्लेषण करीत आहोत. आता कडकपणाचा परिणाम दोनने गुणाकार करावा लागेल. परिणामी मूल्य तपासलेल्या पाण्याच्या कठोरताशी संबंधित असेल.

टेबलनुसार आपण तपासलेल्या पाण्याची गुणवत्ता निर्धारित करू शकता:

या पद्धतीने एका हजाराव्या डिग्रीच्या अचूकतेसह कठोरपणा निर्धारित करणे शक्य नाही, परंतु 1-2 डिग्री डीएचच्या अचूकतेसह सर्वसाधारण कठोरपणाच्या तीक्ष्ण सुटण्याच्या तीव्रतेचा अंदाज घेणे शक्य आहे. 1-2 अंश स्कॅटर वाचन स्वीकार्य आहे. पद्धतची साधेपणा आणि प्रवेशयोग्यता दिल्यास, ते निश्चितपणे यशस्वीरित्या लागू केले जाऊ शकते.

या पद्धतीचा वापर करुन, विविध जलस्रोतांमधून पाण्याच्या कठोरताचा अंदाज घेणे आणि मनोरंजक डिझाइन आणि संशोधन कार्य करणे शक्य आहे.

स्रोतः

1 रूडझाइटिस जी.ई. रसायनशास्त्र अकार्बनिक रसायनशास्त्र. सेंद्रिय रसायनशास्त्र. वर्ग 9: अभ्यास. सामान्य शिक्षणासाठी सह संस्था इलेक्ट्रॉन वर. वाहक (डीव्हीडी): मूलभूत स्तर / जी.ई. रुडझिटिस, एफजी फेलमॅन - एम.: एनलाइटनमेंट, 2013 - 224 पीपी., इ.