Жесткость воды

Жесткость воды

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. 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.

Содержание

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/м3), однако, на практике для измерения жёсткости чаще используется миллимоль на литр (ммоль/л).

В России для измерения жёсткости чаще используется нормальная концентрация ионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность).

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
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 CaCO3 на 1 английский галлон воды 0,285 0,142
Французский °TH 1 часть CaCO3 на 100000 частей воды 0,200 0,100
Американский 3 на 1 000 000 частей воды 0,02 0,01

В СССР до 1952 года использовали градусы жёсткости, совпадавшие с немецкими.

По величине общей жёсткости различают воду мягкую (до 2 мг-экв/л), средней жесткости (2-10 мг-экв/л) и жёсткую (более 10 мг-экв/л). Жёсткость воды поверхностных источников существенно колеблется в течение года; она максимальна в конце зимы, минимальна — в период паводка (например, жёсткость волжской воды в марте — 4,3 мг-экв/л, в мае — 0,5 мг-экв/л[1]). В подземных водах жёсткость обычно выше (до 80-100 мг-экв/л) и меньше изменяется в течение года.

Методы устранения

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. Этот метод нашёл наибольшее применение в бытовых системах подготовки питьевой воды. В качестве недостатка данного метода следует отметить необходимость предварительной подготвки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану.

Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.

Термический способ. Основан на нагреве воды, устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту. В промышленности применяется, например, на ТЭЦ.

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 натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. Как правило, жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом — до 0,01 мг-экв/л.

Ссылки

Примечания

  1. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. Т. 2. С. 145.

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "Жесткость воды" в других словарях:

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ, зависит от присутствия в ней известковых и магнезиальных солей. Соли кальция и магния содержатся в воде гл. обр. в виде двууглекислых и отчасти в виде сернокислых соединений; в значительно меньших количествах и значительно реже… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней преимущественно солей кальция и магния. Использование жесткой воды приводит к осаждению твердого осадка (накипи) на стенках паровых котлов, теплообменников, затрудняет варку пищевых… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — (Stiffness of Water) свойство воды, обусловливаемое содержанием растворенных в ней солей щелочноземельных металлов, гл. обр. кальция и магния (в виде двууглекислых солей бикарбонатов), и солей сильных минеральных кислот серной и соляной. Ж. В.… …   Морской словарь

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — качество воды, обусловленное содержанием солей кальция и магния и выражаемое в градусах. В СССР принят немецкий градус, соответствующий содержанию 10 мг окиси кальция или 7,19 мг окиси магния в 1 л воды. Различают Ж. в. общую, постоянную и… …   Технический железнодорожный словарь

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — свойство воды, обусловленное содер. в ней Са2+ и Mg2+. Ж. в. выражается в мг экв|л, реже в нем. град. 1 мг экв/л. Ж. в. отвечает содер. 20,04 мг/л Са2+ или 12,15 мг/л Mg2+. Различают Ж. в. общую (общее содер. в воде Ca и Mg, устранимую, или… …   Геологическая энциклопедия

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — содержание в воде солей щелочноземельных металлов кальция и магния. Различают кальциевую и магниевую Ж. в., а суммарная концентрация этих солей называется общей Ж. Вода считается мягкой при жесткости (в нем. град.) от 0 до 4, жесткой от 12 до 20 …   Прудовое рыбоводство

  • жесткость воды — Свойство воды, обусловленное присутствием в ней ионов кальция и магния. [ГОСТ 27065 86] жёсткость воды Свойство воды, обусловленное содержанием в ней солей кальция или магния, вызывающих образование твёрдого осадка [Терминологический словарь по… …   Справочник технического переводчика

  • жесткость воды — – совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней катионов кальция, магния и железа (II), а также ее количественная мера, равная числу милимолей этих катионов в литре воды. Словарь по аналитической химии [3] …   Химические термины

  • Жесткость воды — свойство воды (не мылиться, давать накипь в паровых котлах), связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и магния …   Геологические термины

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ, неспособность воды образовывать пену с мылом из за растворенных в ней солей, в основном кальция и магния. Накипь в котлах и трубах образуется из за присутствия в воде (1) растворенного карбоната кальция (2), попадающего в воду при …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ — Свойство воды, обусловленное присутствием в ней ионов кальция и магния (ГОСТ 27065 86) Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»