Жесткость воды что это такое. Что такое жесткость воды

Жёсткость воды вспоминается в первую очередь с накипью и умягчителем воды — прибором, который должен справляться с жёсткой водой и препятствовать образованию накипи.

Подробнее про жёсткость воды мы поговорим про жёсткость воды с точки зрения химии, разновидности жёсткости воды, единицы измерения жёсткости воды (в том числе в разных странах). Рассмотрим, откуда берётся жёсткость воды и как влияет жёсткость на качество воды.

Для начала немного про термины. В статье часто упоминаются слова «катионы» и «анионы». Катионы и анионы — это положительно и отрицательно заряженные ионы. Ион (др.-греч. ἰόν - идущее) - электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения одного или нескольких электронов. Соответственно, если потеря — то заряд частицы положительный. Если присоединение — то заряд частицы отрицательный (поскольку электрон имеет однозначно отрицательный заряд).

Жёсткость воды с точки зрения химии

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са 2+) и в меньшей степени магния (Mg 2+). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na +) таким свойством не обладают.

В данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они обЪединяются.

На практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние , что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al 3+) и трехвалентное железо (Fe 3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, «вклад» в жесткость ничтожно малы . Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва 2+).

Разновидности жесткости воды.

Различают следующие разновидности жёсткости воды:

Общая жесткость . Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость . Определяется наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость . Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Единицы измерения жёсткости воды.

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м 3). На Украине используется как моль/м 3 , так и мг-экв/л (миллиграмм эквивалент на литр). Численно эти значения совпадают. Кстати, л и дм 3 — это одно и тоже, литр и дециметр кубический.

Кроме этого в различных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (d o , dH), французский градус (f o), американский градус, ppm CaCO 3 .

Соотношение этих единиц жесткости представлено в следующей таблице:

Примечание:

Один немецкий градус соответствует 10 мг/дм 3 СаО или 17.86 мг/дм 3 СаСО 3 в воде.
Один французский градус соответствует 10 мг/дм 3 СаСО 3 в воде.
Один американский градус соответствует 1 мг/дм 3 СаСО 3 в воде.

Чтобы не заморачиваться пересчётами вручную, можно создать табличку пересчёта единиц жёсткости. Которую, кстати сказать, вы можете скачать по ссылке Таблица пересчёта единиц измерения жёсткости воды .

Откуда берётся жёсткость воды

Ионы кальция (Ca 2+) и магния (Mg 2+), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Жесткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жесткости. Ниже в таблице приведены целых четыре примера классификации. Две классификации из российских источников — из справочника «Гидрохимические показатели состояния окружающей среды» и учебника для вузов «Водоподготовка». A две — из иностранных: нормы жесткости немецкого института стандартизации (DIN 19643) и классификация, принятая Агентством по охране окружающей среды США (USEPA) в 1986.

Таблица наглядно иллюстрирует гораздо более «жесткий» подход к проблеме жесткости за границей. И не без причины, о чём — ниже.

Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са 2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg 2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах — десятков граммов на один литр воды.

В целом, жесткость поверхностных вод, как правило, меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм 3).

Как влияет жёсткость на качество воды

С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.

Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано , что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.

Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе водопровода отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1 мг-экв/л).

Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование «мыльных шлаков» в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство «жестких» волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры.

Признаком такого негативного воздействия является характерный «скрип» чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство «мылкости» после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила природа.

Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

Вот мы и узнали подробнее про жёсткость воды. Осталось определиться со способами борьбы 🙂

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

Жесткость воды - это один из основных критериев качества воды.

Химия жесткости

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са 2+) и в меньшей степени магния (Mg 2+). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na +) таким свойством не обладают.

В данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они ассоциируются.

На практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al 3+) и трехвалентное железо (Fe 3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, "вклад" в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва 2+).

Виды жесткости.

Различают следующие виды жесткости.

Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Таблица наглядно иллюстрирует гораздо более "жесткий" подход к проблеме жесткости "у них". Тому есть причины, о которых - ниже.

Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са 2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg 2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды.

Влияние жесткости на качество воды.

Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.

Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1 мг-экв/л).

Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство "жестких" волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила матушка Природа.

Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

Промышленные методы

Общая жесткость - суммарная концентрация ионов магния, кальция. Сумма карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость - определена присутствием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Этот тип жесткости воды почти, что целиком устраняется при кипячении воды, и поэтому получил название временной жесткостью. При повышении температуры воды гидрокарбонаты распадаются, в результате образуется угольная кислота и выпадает в осадок карбонат кальция и гидроксид магния.

Некарбонатная жесткость - определена наличием солей кальция и магния кислот (соляной, серной, азотной). При повышении температуры не устраняется.

Единицы измерения жесткости

В мире используется несколько единиц измерения жесткости. В РФ принята в качестве единицы жесткости воды - моль на кубический метр (моль/м3 или мг-экв/м3).

Влияние жесткости на качество воды

Для питьевого применения жесткость может варьироваться в зависимости от местных условий. Порог по кальцию 2-6 мг-экв/л, в зависимости от аниона. Порог магния чуть ниже. В определенных случаях вкус воды приемлем и при 10 мг-экв/л. Большая жесткость ухудшает органолептические качества воды, придает ей горьковатый вкус и оказывает отрицательное действие на органы пищеварения. Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1 мг-экв/л). Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование "мыльных шлаков" в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство "жестких" волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный "скрип" чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление той защиты кожи, которой нас и так снабдила матушка Природа. Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой , с малым содержанием - мягкой . Различают временную жёсткость , образованную гидрокарбонатами и постоянную жёсткость , вызванную присутствием других солей. Временная жёсткость может быть устранена кипячением.

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла . Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В тоже время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно -щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая - незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Жёсткость природных вод может варьироваться в довольно широких пределах и в течение года непостоянна. Увеличивается жёсткость из-за испарения воды, уменьшается в сезон дождей, а также в период таяния снега и льда.

Единицы измерения

Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Рекомендованная единица СИ для измерения концентрации - моль на кубический метр (моль/м 3), однако, на практике для измерения жёсткости чаще используется миллимоль на литр (ммоль/л).

Иногда указывают концентрацию, отнесённую к единице массы , а не объёма , особенно, если температура воды может изменяться или если вода может содержать пар , что приводит к существенным изменениям плотности .

В разных странах использовались (иногда используются до сих пор) различные внесистемные единицы - градусы жёсткости.

Градус	Обозначение	Определение	Величина
Градус	Обозначение	Определение	мг-экв/л	ммоль/л
Немецкий	°dH (dergees of hardness), °dGH (German (Deutsche) Hardness), °dKH (для карбонатной жёсткости)	1 часть оксида кальция (СаО) или 0.719 частей оксида магния (MgO) на 100 000 частей воды	0,357	0,179
Английский	°e	1 гран CaCO 3 на 1 английский галлон воды	0,285	0,142
Французский	°TH	1 часть CaCO 3 на 100000 частей воды	0,200	0,100
Американский		0,02	0,01

Методы устранения

Реагентное умягчение . Метод основан на добавлении в воду соды или гашеной извести . При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок. Этот метод оправдан при относительно больших расходах воды, поскольку связан с решением ряда специфических проблем: фильтрации осадка, точной дозировки реагента.

Катионирование . Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы

(англ. Hardness of water, water hardness, hard of water, stiffness of water; нем. Härte f, Härte f des Wassers, Wasserhärte f) — совокупность свойств, обусловленных содержанием в воде катионов кальция и магния.

Общее описание

Определяют по количеству солей кальция и магния в ней. Если вода содержит значительные количества таких солей, то такую воду называют жесткой, а когда этих солей совсем нет, либо они содержатся в незначительных количествах, то — мягкой.

Различают временную, или карбонатную, жесткость воды и постоянную. Временная жесткость обусловливается наличием кислых карбонатов (гидрокарбонатов) кальция и магния: Ca (HCO 3) 2 и Mg (HCO 3) 2, а стала — наличием сульфатов и хлоридов кальция и магния: CaSO 4, MgSO 4, CaCl 2 и MgCl 2. Общая жесткость воды представляет собой сумму временной и постоянной жесткости.

Жесткая вода непригодна почти для всех отраслей производства. Так, например, жесткую воду нельзя использовать для стирки белья, мытья шерсти и окраски тканей, потому что в ней мыло теряет свою моющую способность. Это объясняется тем, что растворимый в воде стеарат натрия С 17 Н 35 COONa, который составляет главную составляющую часть мыла, переходит в нерастворимый стеарат кальция (или магния), образуя так называемое кальциевая (или магниевое) мыло:

2С 17 Н 35 COONa + CaSO 4 = Са (С 17 Н 35 СОО) 2 ↓ + Na 2 SO 4

При этом мыльная пена образуется только после полного осаждения ионов кальция и магния, на что непродуктивно расходуется много мыла. Кроме того, создаваемый осадок кальциевого и магниевого мыла прочно оседает на волокнах тканей и забрудюе их, а при окраске образует пятна.

Жесткая вода непригодна и для целого ряда других производств: бумажного, кожевенного, крахмального, спиртового и тому подобное. Она непригодна и для паросилового хозяйства, так как при кипячении воды образуется накипь, которая плохо проводит тепло, вследствие чего увеличивается расход топлива. Накипь вызывает интенсивное разрушение стенок котлов, что может привести к аварии.

Для приготовления пищи жесткую воду тоже не употребляют, потому что в ней плохо развариваются мясо и овощи. Для питья она тоже непригодна.

Методы определения жесткости воды

Жесткость воды чаще всего определяют титрованием раствором двунатриевая соли етилендиаминтетраацетатнаи кислоты (комплексоны ИИИ, трилон Б) в щелочной среде в присутствии индикатора хромоген черный специальный или эриохром черный. Пользуясь другим специальным индикатором — мурексид, определяют кальциевую Т.В.; магниевую Т.В. рассчитывают по разнице между результатами двух определений. Если содержание кальция и магния в воде было определено другими способами, общую Т.В. можно вычислить по формуле: Т = Са 2+ + Мg 2+, где Т — общая Т.В., ммоль / дм3; Са 2+ и Мg 2+ — концентрация кальция и магния, ммоль / дм3.

Классификация воды по твердости

Вода с Т. менее 4 ммоль / дм3 характеризуется как мягкая, от 4 до 8 ммоль / дм3 — средней жесткости, от 8 до 12 ммоль / дм 3 — твердая, более 12 ммоль / дм3 — очень жесткая.

По А. А. Алекиним:

очень мягкая — до 1,5 ммоль / дм;
мягкая — 1,5-3,0 ммоль / дм;
умеренно жесткая — 3,0-6,0 ммоль / дм3;
твердая — 6,0-9,0 ммоль / дм3;
очень твердая — более 9,0 ммоль / дм3.

Единицы измерения

Для численного выражения жесткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Рекомендуемая единица СИ для измерения концентрации — моль на кубический метр (моль / м³), но, на практике, для измерения твердости чаще используется миллимоль на литр (ммоль / л), ммоль / дм³.

В разных странах используются различные внесистемные единицы — градусы жесткости.

Способы устранения жесткости воды

Для устранения жесткости воды, то есть ее смягчения, из воды нужно удалить ионы Са 2+ и Mg 2+ в виде нерастворимых солей.

Временную жесткость воды устраняют кипячением:
- Ca (HCO 3) 2 = СаСО3 ↓ + Н 2 О + СО 2
- Mg (HCO 3) 2 = MgCO 3 ↓ + Н 2 О + СО 2

При нагревании ионы Са 2+ и Mg 2+ выводятся из раствора в виде нерастворимых карбонатов. Именно легкость устранения временной жесткости воды при нагревании приводит название — «временная».

Постоянную жесткость воды, обусловленную сульфатами и хлоридами кальция и магния, невозможно устранить кипячением, поскольку эти соли не разлагаются. Название «постоянная жесткость» происходит именно от того, что ее нельзя устранить простым нагревом воды. Ее устраняют введением в воду некоторых реагентов — натрий карбоната (кальцинированная сода), кальций гидроксида (известковая вода), натрий ортофосфата. Одновременно устраняется как временная, так и постоянная, то есть общая жесткость воды. К примеру:
- Ca (HCO 3) 2 + Са (ОН) 2 = 2СаСО 3 ↓ + 2Н 2 О
- MgSO 4 + Na 2 СО 3 = MgCO 3 ↓ + Na 2 SO 4
- Ca (HCO 3) 2 + Na 2 СО 3 = СаСО3 ↓ + 2NaHCO 3
- 3CaSO 4 + 2Na 3 РО 4 = Са 3 (РО 4) 2 ↓ + 3Na 2 SO 4

Современный способ смягчения воды основан на использовании ионообменных смол — катионитов. Катиониты — это твердые вещества, нерастворимые в воде, в состав которых входят подвижные катионы Na + в виде солей органических кислот, зафиксированных на поверхности носителя. Упрощенно их обозначают так: Na 2 R. Катионы Na + могут обмениваться на катионы окружающей среды, например Са 2+ и Mg 2+. При пропускании жесткой воды через колонку с катионитом ионы Са 2+ и Mg 2+ задерживаются в нем, а катионы Na + из катионита переходят в воду:
- Na 2 R + Са 2+ = CaR + 2Na +

Катионит периодически регенерируют, промывая его концентрированным раствором натрия хлорида.

Твердость природной воды

Твердость природной воды колеблется в широких пределах; она неодинакова в разных природных водах, в одном и том же водном объекте величина ее изменяется по временам года. В поверхностных водах Т. достигает наибольших величин в конце зимы, маленьких — в период половодья. В поверхностных водах обычно преобладает карбонатная Т. (70-80% общей). Магниевая Т.В. редко превышает 30% общей, однако в некоторых районах (Донбасс, Кривой Рог) достигает 60% общей. Т. подземных вод, особенно в артезианских колодцах, меньше изменяется в течение года.
Твердость речных вод Украины, как и минерализация воды возрастает с северо-запада на юго-восток. В речных водах Полесья твердость составляет 2-3 ммоль / дм³, в Днепре — 4-5 ммоль / дм³, а в малых и средних реках Приазовья — 15-30 ммоль / дм³, что ограничивает возможности использования местных водных ресурсов.
Твердость морской воды: Черное море — кальциевая 12,0 ммоль / дм 3, магниевая 53,5 ммоль / дм 3, общая 65,5 ммоль / дм3; Каспийское море — кальциевая 36,4 ммоль / дм 3, магниевая 30 ммоль / дм 3, общая 66,4 ммоль / дм3; океан — кальциевая 22,5 ммоль / дм 3, магниевая 108 ммоль / дм 3, общая 130,5 ммоль / дм3.

Твердость питьевой воды

В Украине согласно Государственных санитарных норм и правил «Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком» (ГСанПиН 2.2.4-171-10), утвержденных Минздравом Украины 12.05. 2010, которые в целом регулируют качество питьевой воды — приняты следующие нормативы показателей твердости (жесткости) питьевой воды:

вода водопроводная — до 6,5 ммоль / дм³ (в отдельных случаях с разрешения санитарных служб — до 10 ммоль / дм³)
вода колодцев и каптажей источников — до 10 ммоль / дм;
вода фасованная из пунктов разлива и с питьевых бюветов — 7 ммоль / дм³.

Видео по теме

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью