Жорсткість води та способи її усунення
Що таке жорсткість (твердість) води? Чому вода буває "твердою" і "м'якою"? Як це впливає на використання води в побуті та на виробництві?
Про ці та інші запитання ми з Вами, шановні читачі, й поговоримо.
Вода - дивовижна речовина. ЇЇ властивості не перестають надихати художників, поетів, науковців. Про "живу" та "мертву" воду читаємо й у казках. Прісна вода використовується людиною не тільки як питна, а й для побутових та виробничих потреб. Ніщо живе в природі не обходиться без води.
То що ж це - "жорстка" вода?
Жорсткою (твердою) вважається вода, що насичена солями Кальцію Са2+ та Магнію Mg2+. Якщо ці солі відсутні чи містяться в незначній кількості - то така вода вважається "м'якою".
Розрізняють два види жорсткості води: карбонатну (тимчасову) та некарбонатну (постійну).
Кислі солі - гідрогенкарбонати (Ca(HCO3)2 і Mg(HCO3)2), зумовлюють карбонатну (тимчасову) твердість води. А от наявність сульфатів та хлоридів кальцію та магнію (CaSO4, MgSO4, CaCl2 і MgCl2) - призводить до некарбонатної (постійної) твердості води. Загальна твердість визначається їх сумою та вмістом інших солей (Берилію, Стронцію, Барію). Ці метали є важкими, тому вміст їх солей у воді має більш жорсткі нормативи.
Тверда вода непридатна для використання у більшості галузей виробництва. У побуті також вона приносить клопіт. Так у твердій воді втрачає свою мийну дію мило, виготовлене на основі жирних кислот. Промивання та фарбування шерсті також ускладнюються коли використовується тверда вода. Накип на водонагрівачах бойлерів, пральних та інших машин призводить до їх поломок. В жорсткій воді розчинний стеарат натрію (основа мила) перетворюється на стеарат кальцію чи магнію, а вони нерозчинні у воді. Осідаючи на волокнах тканих вони роблять речі неприємно жорсткими та цупкими. Звідси і назва "жорсткість (твердість)" води.
Чому вода буває жорсткою? Рухаючись крізь шари гірських порід (доломіт, кальцит, воластоніт та інші), вода насичується мінералами, що містять йони Кальцію та Магнію і набуває природної жорсткості.
Жорсткість води може бути й антропогенного походження. Аномальну жорсткість створюють викиди у воду хімічних виробництв, видобуток бурштину, інший техногенний вплив на водойми.
Чи можна визначити жорсткість води в домашніх умовах? Нерозчинні солі надають воді гіркуватого смаку але люди, що п'ють таку воду, звикають до її смаку, а от м'яка вода здається їм зовсім прісною. Іноді використовуються тест-смужки. Їх можна купити в магазинах акваріумів або водопідготовки. На крайній випадок підійте і тест на спінювання господарського мила☺.
Точно визначити жорсткість можна в спеціалізованих лабораторіях. Питна вода має певні норми жорсткості. Негативний вплив жорсткої води на здоров'я людини науково недоведений і навіть наявність солей кальцію та магнію іноді оцінюють як мінеральну добавку до їжі. Та все ж відмічається негативний плив жорсткої води на серцево-судинну систему.
Часто автомобілісти задаються запитанням: "Чи можна змішувати антифриз з водою?" А ви задавалися таким запитанням? Перше, що треба зробити - звернутися до інструкції виробника "незамерзайки", а в ній кажуть, що краще цього не робити. Чому? Разом з водою в бачок потрапляють різні солі та сміття. Це може привести до руйнування деталей (особливо алюмінієвих) двигуна та зниження ефективності присадок. Особливо обережними потрібно бути із сучасними іномарками. Максимум, що можна дозволити - додати невелику кількість дистильованої води, яка позбавлена солей. При цьому слід пам'ятати, що кількість води влітку може бути більшою як взимку.
Неприємними для авто є й водяні плями на кузові. Вони можуть зруйнувати фарбу та зіпсувати вигляд авто і настрій водія☺. Тому автомобіль потрібно ретельно мити та наносити на поверхню захисні полімерні матеріали.
Як же позбутися "жорсткості" води? Логічно, що потрібно видалити з води йони Кальцію та Магнію. Тимчасову (карбонатну) жорсткість води можна усунути кип'ятінням. Накип на стінках чайника - це ті солі, що роблять воду жорсткою.
Чим усувають постійну жорсткість (твердість) води? Від постійної (некарбонатної) жорсткості води так легко не позбутися. Сульфати та хлориди кальцію та магнію не розкладаються. Щоб від них очистити воду в неї додають реагенти: натрій карбонат (кальциновану соду), кальцій гідроксид (вапняну воду), натрій ортофосфат. Так одночасно усувається і тимчасова, і постійна твердість води.
Для пом'якшення води використовуються катіоніти. Це тверді речовини, які містять рухливі йони Na
+ у вигляді органічних солей. Коли воду пропускають крізь колону з катіонітом, катіони натрію заміщають катіони кальцію та магнію і вода пом'якшується. Регенерують катіоніти, промиваючи їх концентрованим розчином натрію хлориду.
Жорсткість води вимірюється за системою СІ в моль/м3. В Україні частіше використовується мг-екв./л. Загальна жорсткість питної води має становити від 1,5 до 7 ммоль/дм3
