Жесткость воды и способы ее устранения
Жесткость воды – это совокупность свойств, обусловленныхсодержанием в воде Катионов кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) и Анионов растворимых солей кальция и магния могут быть гидрокарбонат-ионы(HCO3-), сульфат-ионы(SO4 -2) и хлорид-ионы (Cl -)
Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.
-Временная жесткость(карбонатная) обусловлена содержанием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. (Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2).
-Постоянная жесткость(некарбонатная) обусловлена наличием в воде сульфатов, хлоридов кальция и магния (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).
Сумма временной и постоянной жесткости составляет Общую жесткость воды, которая количественно выражается числом ммоль эквивалентов ионов кальция и магния, содержащихся в 1 л воды
Характеристика воды по степени жесткости
| Характеристика воды по жесткости | Общая жесткость, ммоль экв/л |
| Очень мягкая вода | Не более 1,5 |
| Мягкая вода | От 1,5 до 4 |
| Вода средней жесткости | От 4 до 8 |
| Жесткая вода | От 8 до 12 |
| Очень жесткая вода | Свыше 12 |
В жесткой воде плохо развариваются продукты, т.к. катионы кальция образуют нерастворимые соединения, взаимодействуя с белками пищи; плохо завариваются чай, кофе; плохо мылится мыло. Постоянное употребление жесткой воды может привести к отложению солей в организме человека (мочекаменная болезнь).
Откуда берётся жёсткость воды
Ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.
Способы устранения временной (карбонатной) жесткости воды
1) Термический способ. Необходимо лишь вскипятить воду, из-за чего нестойкие гидрокарбонаты магния и кальция начнут разлагаться с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния. Кроме того, результатом разложения солей будет являться накипь.
Mg (HCO3)2 → Mg CO3↓ + H2O + CO2,
катионы Ca2+ и Mg2+ удаляются, образуя нерастворимые осадки (CaCO3 и MgCO3), в связи с этим эту жесткость называют также временной.
2)Метод известкования - это добавление к воде гидроксида кальция Ca(OH)2 – гашеная известь
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + H2O
Способы устранения постоянной (некарбонатной) жесткости воды
С постоянной жесткостью бороться труднее. Кипячение воды в данном случае не приводит к снижению её жёсткости.
1) Вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда останется примерно 10 % жидкости от первоначального количества, необходимо слить не замершую воду, а лед и превратить обратно в воду. Все соли, которые образуют жесткость, остаются в не замершей воде. Это пригодно только для смягчения небольшого количества воды, т.е. в домашних условиях.
2) Перегонка, т.е. испарение воды с последующей её конденсацией (это переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое).
Так как соли относятся к нелетучим соединениям, то они остаются, а вода испаряется.
3)Также, чтобы избавиться от постоянной жёсткости, можно, например, к воде добавить соду:
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4
СаСl2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2NaCl.
Способ устранения постоянной (некарбонатной)и временной (карбонатной) жесткости воды сразу
Известково-содовый способ. При одновременном добавление гашеной извести и соды можно избавиться от карбонатной и некарбонатной жёсткости. Карбонатная жёсткость при этом устраняется известью, а некарбонатная – содой:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O,
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl.
Самая жесткая вода – морская. Соли 35г/ л
Самая мягкая вода дождевая и талая. Соли 0г/ л
Самая мягкая искусственная вода – дистиллированная. Она вредна для организма, если ее употреблять, т.к. вымывает минеральные соли.
