Suvning qattiqligi. Suvdagi qattiqlik darajasi

Uzoq vaqt davomida turli mamlakatlardagi odamlar uni ratsionga muhtoj bo'lishdi, chunki qattiq qattiqlik yomon: quvurlar tiqilib qoladi va ularni to'g'ri yuvish mumkin emas. Ammo ular har bir mamlakatda o'zlarining usullarini qo'llashni boshladilar. Ular an'anaviy o'lchov birliklari va kaltsiy va magnezium ionlarini aniqlash usullari asosida, shu vaqtning o'zida yagona standartlangan xalqaro birliklar bo'lmagani uchun buni amalga oshirishga kirishdilar.

Ma'lumki, yomon odatlardan ko'ra yomonroq narsa yo'q - ulardan xalos bo'lish juda qiyin! Qahva adabiyotida (qat'iylik qat'iylik qahvalarda emas, balki kontseptsiyada bo'lsa-da), turli davlatlar hali ham qattiqlik darajasini har darajadagi va har bir mamlakatda boshqa barcha boshqalardan farq qiladigan darajalarda o'lchashadi. Faqat rus va nemislarning qat'iylik darajalari xuddi shu mamlakatlarda ham xuddi shunday, haqiqiy, uzoq vaqt oldin bekor qilingan, biroq in'ikoslarning ta'rifida o'jarlik bilan mavjud.

SSSRda 1952 yilgacha ishlatilgan qattiqlik darajalari nemislar bilan mos keldi. Rossiyada kaltsiy va magnezium ionlarining oddiy kontsentratsiyasi litrga teng milligramlarda (mEq / l) ifoda etilgan bo'lib, qattiqlikni o'lchash uchun ishlatiladi. Bir mEq / l suvning litri uchun 20,04 miligram Ca2 + yoki 12,16 milligramm Mg2 + (atom massasi valentlikka bo'lingan) tarkibiga to'g'ri keladi.

Boshqa mamlakatlarda SHARTNOMA darajalarida qattiqlik belgilash odatiy holdir:

Germaniya darajalari (dGH)

1 ° = 100 000 qism suvda kaltsiy oksidi - CaO ning 1 qismi yoki 100 000 qism suvda 0,719 magniy oksidi - MgO yoki 1 litr suvda 10 mg CaO yoki 1 litr suvda 7,19 mg mg MgO. dGH (dH) va dKH hozirda eng ko'p ishlatiladigan akvariumlarda qat'iylik uchun o'lchov birligi sifatida ishlatiladi, nominatsiya dGH umumiy qattiqlik, dKH dan karbonat;

Frantsiya darajalari (fx)

1 ° = 1 ta CaCO 3 100 000 qismli suvda yoki 1 litr suvda CaC03 dan 10 mg;

AQSh darajalari (USH)

1 gallon (3,785 litr) suvda CaCO 3 = 1 don (0.0648 g). Litrni ajratish uchun grammlarni ajratamiz: 17,12 mg / l caso 3. Ammo Amerika darajasining yana bir ta'rifi bor: 1 000 000 qism suv uchun CaC03 ning 1 qismi (ingliz tilidagi adabiyotda 1 000 000 qismga 1 qism sifatida ifoda etilishi millionga bir million (millionga bir qism) deb nomlanadi va tez-tez ishlatiladi. 1 mg / l bilan bir xil). Shunday qilib 1 litr suvda CaCO 3 ga 1 mg. Amerika darajasining qadriyatlarning ayrim qismlarini boshqalarga o'tkazish uchun o'tish koeffitsientlari bilan barcha jadvallarda qabul qilingan qiymati shu.

Ingliz darajalari (Clark)

1 gallon (ingliz tilida 4,456 l) = 14,254 mg / l CaCO 3 ga 1 ° = 1 gran (0,0648 g).

Hamma narsa oson emasmi? Shuning uchun men boshqalarga qat'iylik darajasini taqqoslash va tarjima qilish imkonini beruvchi jadval beraman:

1-jadval

Suvning qattiqligi suvning sovun bilan reaksiyaga kirish qobiliyatini an'anaviy o'lchovidir: qattiq suv ko'pikni hosil qilish uchun katta miqdorda sovun talab qiladi. Issiq suv quvurlari, qozonxonalar va boshqa maishiy inshootlarda shkalalarni yotqizish qattiq suvdan kelib chiqadi. Suvning qattiqligi polyvalent metallarning erigan ionlari bilan bog'liq. Toza suvda qattiqlik hosil qiluvchi asosiy ionlar kaltsiy va magniydir; Stronti, temir, bariy va marganets ionlari ham muhimdir. Suvning qattiqligi odatda suvda mavjud polyvalent metal ionlarining reaktsiyasi bilan belgilanadi, masalan, EDTA, va bu kaltsiy karbonatning munosib kontsentratsiyasi sifatida ifodalanadi. Qattiqlik, uni tashkil etadigan tarkibiy qismlarning individual kontsentratsiyasini aniqlash orqali baholanishi mumkin, ularning yig'indisi teng miqdorda kaltsiy karbonat bilan ifodalanadi. Ichimlik suvining qattiqligi darajasi quyidagicha bo'lgan CaC03 ning teng konsentratsiyasi asosida tasniflanadi:

Yumshoq - 0-60 mg / l

O'rtacha qattiqlik - 60-120 mg / l

Qattiq - 120-180 mg / l

Juda qattiq - 180 mg / l va undan yuqori.

Qattiqlik shuningdek CaO yoki Ca (OH) 2 ning ekvivalent konsentrasiyalari asosida tasniflanadi. SI tizimida m 3 ga Ca 2+ ning mollaridagi qat'iylikni ifodalash tavsiya etiladi.

Qatlamliklar kationlar tomonidan aniqlansa-da, uni karbonat (bir martalik) va karbonat (qattiq) qattiqlik deb ham hisoblash mumkin. Karbonatning qattiqligi eritmadagi karbonat va bikarbonatlar miqdorini ko'rsatadi va ularni qaynatish orqali chiqarib tashlash mumkin. Issiq suv quvurlari va qozonlarda shkalaning cho'kishi uchun bu turdagi qattiqlik mas'uldir. Karbonat bo'lmagan qattiqlik qattiqlik ionlarining sulfatlar, xloridlar va nitratlar bilan birikmasidan kelib chiqadi va "qaynoq qattiqlik" deb tavsiflanadi, chunki uni qaynagan holda yo'q qilish mumkin emas.

Alkalinity, suv tamponlashining ko'rsatkichi sifatida qattiqlik bilan chambarchas bog'liq. Ikkilamchi asosan kuchsiz kislotalar, asosan gidroksidlar, bikarbonatlar va karbonatlarning anionlari yoki molekulyar shakllari bilan bog'liq; suv, masalan, boratlar, fosfatlar, silikatlar va organik kislotalar kabi boshqa suvlar mavjud bo'lganda ular suvning gidroksidi ko'rsatkichiga kichik hissa qo'shadilar. Qaysi eritilgan shakllar qat'iy nazar suvning gidroksidi bo'lishini ta'minlaydi, u har doim munosib kaltsiy karbonat miqdori sifatida ifodalanadi.

Er usti suvlari gidroksidi karbonatlar va / yoki bikarbonatlar mavjudligi bilan bog'liq bo'lsa, uning qiymati odatda qattiqlik qiymatiga yaqin bo'ladi.

Qattiq suvning tarqalishi

Suvning qattiqligining asosiy tabiiy manbalari - bu cho'kindi jinslar, filtrlash va tuproqdan oqim. Qattiq suv odatda zich, yuqori qatlamli va kalkerli tuzilishga ega bo'lgan joylarda hosil bo'ladi. Er osti suvlari, odatda, er usti suvidan ko'ra ko'proq qat'iylik bilan ifodalanadi. Karboksilik kislotalarga boy er osti suvlari, odatda, minerallar kalsit, gips va dolomitni o'z ichiga olgan tuproq va jinslarga nisbatan ancha eruvchan qobiliyatga ega bo'lib, buning natijasida qattiqlik darajasi bir necha ming mg'l / l ga etishi mumkin.

Qattiqligining asosiy sanoat manbalari noorganik kimyo va kon sanoati ishlab chiqaruvchi korxonalardan oqiladir. Kaltsiy oksidi qurilish sohasida qurilish ohak, gips va boshqa materiallarda ishlatiladi. Bundan tashqari, qog'oz pulpasi va qog'oz ishlab chiqarish, shakarni qayta ishlash, neftni qayta ishlash, quyqa, suv va chiqindilarni qayta ishlashda ishlatiladi. Magniy ham to'qimachilik, quyosh va qog'oz sanoatida turli jarayonlarda qo'llaniladi. Magniy qotishmalari quyma va shtamplash mahsulotlarini, portativ mashinalari, bagaj uskunalari va keng turdagi maishiy mahsulotlar uchun keng qo'llaniladi. Magniy tuzlari metall magniy, o'g'itlar, keramika, portlovchi moddalar va dorilar ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi.

Qattiq suvga sog'liq uchun ta'siri

Kaltsiy va magniy bo'yicha maqolada ta'kidlanganidek, suvning qattiqligini belgilaydigan asosiy omillar kaltsiy va magnezium ionlari. Ichimlik suvi tarkibida yuqori miqdorda kaltsiy yoki magnezium bilan bog'liq bo'lgan salbiy ta'sirga oid ma'lumotlar mavjud emas.

Oliy qattiqlikdagi suvdan foydalanish natijasida kelib chiqqan ichki noqulaylikdan tashqari, magniy sulfat ioniga bog'lab qo'yilganida boshqa bir noqulaylik tug'dirishi mumkin, natijada suvda laksatif xususiyatlarga ega bo'ladi.

Ichimlik suvi tarkibidagi kaltsiy ionlarining ta'mi hozirgi anionlardan farq qiladi; magnezium ioni uchun, ta'mi eshigi kamroq. Suv og'rig'i va yurak-qon tomir kasalliklari o'rtasidagi munosabatlarga oid batafsil ma'lumotni suvning noorganik tarkibiy qismlarining sog'lig'i bilan bog'liq bo'lgan III qismida topish mumkin. Kaltsiy va magniy uchun tavsiya etilgan suv miqdori qiymatlari taklif etilmaydi, chunki bu qiymat estetik nuqtai nazarga asoslangan umumiy qattiqlik uchun tavsiya etilgan.

Boshqa jihatlar

Yumshoq suv quvurlarni korroziyaga olib keladi, natijada mis, sink, qo'rg'oshin va kadmiy kabi ayrim og'ir metallar tarqatish tizimida ichimlik suvida mavjud bo'lishi mumkin. Metalllarning korroziya va erishi darajasi pH, gidroksidi va eritilgan kislorod kontsentratsiyasi vazifasini bajaradi. Ba'zi joylarda korozyon juda kuchli, chunki suv ta'minoti tizimida alohida choralar ko'rish kerak.

Juda qattiq suvli joylarda uy quvurlari biriktirilgan shkala bilan tiqilib qolishi mumkin; qattiq suv ham pishirish idishlarini hosil qiladi va sovun iste'molini oshiradi. Shunday qilib, qattiq suv iste'molchi uchun nafaqat yoqimsiz, balki iqtisodiy jihatdan ham og'ir bo'lishi mumkin. Aholi tomonidan suv qattiqligining idroki turli joylarda bir xil emas, ko'pincha iste'molchining bir necha yil davomida ishlatilganligi va qattiqligicha bo'lgan suvlarda 500 mg / l dan ko'proq e'tirozlarga sabab bo'lmaydi. Garchi korroziya va shkala muammolari o'rtasida maqbul muvozanat taxminan 100 mg CaCO 3 / L bo'lgan qattiqlik darajasini ta'minlaydi.

Maktab kimyo kursidan bilsangiz, oddiy suv kaltsiy va magniy ionlarini o'z ichiga oladi. Ca 2+ va Mg 2+ ionlarining yuqori miqdori suvga salbiy sifatni beradi qattiqlik

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

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

Ushbu jarayon keng tarqalgan tabiiy sharoitlarda amalga oshiriladi, bu erozli kalkerni er usti suvlariga, so'ngra dengiz va okeanlarga olib keladi.

Non-karbonat (doimiy) qattiqlik  suvda magniy va kaltsiyning sulfat, xloridlar va boshqa tuzlar (MgS04, MgCl2, CaCl2) borligidan kelib chiqadi.

Jami qattiqlik = karbonat (vaqtinchalik) qattiqlik + karbonat (qattiq) qattiqlik.

Kundalik hayotda har kim o'z uyida suvning qattiqligini o'lchash vazifasiga duch kelishi mumkin. Sog'lomlik, suvning qattiqligi bilan ishlatiladigan turli jarayonlarning sifatiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Suvdagi erigan tuzlarning nisbati past, suvda yumshoq va sog'lomroq. Idishlarni yuvish mashinasida ishlash, kir yuvish kukunining miqdori, akvariumdagi suvning sifati, suvni yumshatuvchi moslamani o'rnatish va h.k. Umuman olganda, ko'plab maqsadlar mavjud.

Rossiyada qattiqligicha "qattiqlik darajasi" (1 ° W = 1 mEq / l = 1/2 mol / m3) ichida o'lchanadi. Chet elda suvning qattiqligini o'lchashning boshqa birliklari qabul qilindi.

Qattiqligicha qitish

1 dm 3 suvda 1 ° W = 20,04 mg Ca 2+ yoki 12,15 Mg 2+;
1 ° DH = 1 dm 3 suvda 10 mg CaO;
1 ° Clark = 10 mg CaCO 3 0.7 dm 3 suv;
1 ° F = 10 mg CaC03 dan 1 dm 3 suvga;
1 ppm = 1 mg 3 CaCO 3 suv.

Choynak chig'anasida shiling paydo bo'lishining keskinligidan kelib chiqib, ba'zi xulosalar tuzilishi mumkin: plastinka qanchalik ko'p bo'lsa, unib-o'sib ketadi.

Taqqoslash sifati suvning qattiqligi to'g'risida xulosa quyidagicha amalga oshirilishi mumkin. Shisha slaydda bir tomchi yomg'ir, qaynatilgan va qaynatilgan musluk suvi qo'llaniladi. Yomg'ir zichligi bilan quritilganidan so'ng, siz suvning og'rig'i haqida xulosa chiqarishingiz mumkin. Yomg'ir suvi eng yumshoq, chunki deyarli kaltsiy va magnezium tuzlari mavjud emas. Tuproqsiz suvning bug'lanishi natijasida cho'kma umumiy qattiqlik haqida xulosa chiqarishga va vaqtinchalik qattiqlik haqida qaynatishga imkon beradi.

Ammo uyda siz suvning qattiqligini aniq va miqdorda baholaysiz. Organik kimyo kursidan bilasizki, kir yuvish uchun sovun, har qanday boshqa kabi, qattiq suvda sovunni olish qiyin. Ushbu usul, sovun kaltsiy va magniy tuzlarining ko'p miqdorini bog'lab turishi bilan sovun kukuni paydo bo'lishiga asoslanadi. Suvning og'riganligini aniqlash uchun bir gramm sovun torting, uni maydalab, muloyimlik bilan joylashtiring, shunda ko'pik hosil bo'lmaydi, kichik miqdorda issiq distillangan suvda eriydi. Distillangan suvlarni dorixonalar yoki avtoustik do'konlarida sotib olish mumkin. Elektrolitlar konsentratsiyasi oshganida batareyaga qo'shiladi.

So'ng sovunli eritmani silindrsimon oynaga quying va agar sovun 72% bo'lsa, sovun 60% yoki 7 santimetr darajasida distillangan suvni 6 santimetrga qo'shing. Barda sovun miqdori ko'rsatilgan. Endi sovun eritmaning har bir santimetrida 1 litr suvda 1 ° dH ga teng bo'lgan qattiqlik tuzlarini bog'lovchi sovun miqdori mavjud. Keyin, bir litrlik idishda tekshirilgan suvning yarim litrini to'kib tashlang. Va doimo aralashtirib, tayyorlangan sovunli eritmani stakandan sinov suviga kubokni asta-sekin qo'shing. Dastlab, faqatgina kulrang dudoqlar yuzaga keladi. Keyin ko'p rangli sovun pufakchalari paydo bo'ladi. Aqlli oq sovunli suyuqliklarning paydo bo'lishi, o'rganilayotgan suvdagi barcha qattiqlik tuzlarining bir-biriga bog'liqligini ko'rsatadi. Endi biz stakanga qaraymiz va biz sinovdan suvga necha santimetr suv solib qo'yishimiz kerakligini aniqlaymiz. Har bir santimetr yarim litr suvda bir necha tuzlar bilan bog'lanib, 2 ° dH ga teng. Shunday qilib, ko'pik paydo bo'lishidan oldin 4 santimetr sovun eritmasini suvga to'ldirish kerak bo'lsa, unda suvning qattiqligi 8 ° dH ga teng.

Agar barcha sabunli eritmani suvga to'kib yuborsangiz va ko'pik hech qachon paydo bo'lmagan bo'lsa, demak, o'rganilayotgan suvning qattiqligi 12 ° dH dan katta. Bunday holatda, sinov suvi distillangan suv bilan ikki marta suyultiriladi. Va yana tahlil qilamiz. Endi qattiqqo'llikning natijasi ikkiga ko'paytirilishi kerak. Olingan qiymat tekshirilgan suvning qattiqligiga mos keladi.

Jadvalga ko'ra, tekshirilgan suvning sifatini aniqlashingiz mumkin:

Qat'iylikni mog'orlanishning mingdan birigacha aniqligi bilan aniqlash mumkin emas, ammo umumiy mustahkamlikning normadan normadan 1-2 ° gacha bo'lgan aniqlik bilan taxmin qilish mumkin. 1-2 graduslik dispersiyalar o'qishlari juda maqbuldir. Uslubning soddaligi va mavjudligi e'tiborga olinsa, bu albatta muvaffaqiyatli qo'llanilishi mumkin.

Ushbu usuldan foydalanib, turli suv manbalaridan suvning og'rig'ini baholash va qiziqarli dizayn va tadqiqot ishlarini bajarish mumkin.

Manbalar:

1Rudzitis G.E. Kimyo. Noorganik kimyo. Organik kimyo. 9-sinf: tadqiqotlar. umumiy ta'lim uchun. tashkilotlar bilan elektronga to'g'ri keladi. tashuvchisi (DVD): asosiy daraja / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Ma'naviyat, 2013. - 224 bet., Ill.