Зміна жорсткості води. Жорсткість води
Жорсткість акваріумної води
багато в чому визначає самопочуття мешканців акваріума та його нормальне функціонування.
Для кожної живої істоти, яка мешкає у воді, є певний діапазон жорсткості води, в якому вона (істота) добре почувається і здатна нормально жити і розмножуватися.
Жорсткість водивизначається вмістом у ній розчинених солей кальцію, магнію та деяких інших елементів періодичної таблиці (наприклад - заліза та алюмінію, але їх вплив зневажливо мало). Це загалом. А ось далі – трохи складніше…
Справа в тому, що жорсткість буває постійна(некарбонатна) та тимчасова(Карбонатна). А ще – загальна, рівна їх сумі.
Постійна жорсткість(позначається - GH) обумовлена вмістом у воді сульфатів, хлоридів, сульфатів та деяких інших солей кальцію та магнію. При нагріванні вони осад не випадають. Саме некарбонатна жорсткість є визначальною та впливає на придатність води для життя в ній тварин та рослин.
Карбонатна жорсткість(позначається - KH) залежить від вмісту у воді карбонатів та гідрокарбонатів тих же кальцію та магнію. Саме цим речовинам ми зобов'язані появі накипу в чайнику та білого нальоту на стінках акваріума під час випаровування води.
Кип'ятіння води та видалення осаду усуває ці солі, саме тому карбонатна жорсткість називається тимчасовою.
Саме тимчасова жорсткість визначає буферні властивості води та перешкоджає різким коливанням рівня pH (про це ми говорили у ).
Для чисельного виразу жорсткостівикористовують концентрацію іонів кальцію та магнію. Хіміки користуються для цього одиниці моль/м3 або моль/літр. В акваріумістиці прийнято використовувати градуси жорсткості. 1 градус дорівнює 0.3566 ммлоь/літр. Позначаються градуси жорсткості - dGH, dKH, dH для постійної, часової та загальної жорсткості відповідно.
Прийнято наступне розподілення води на рівні жорсткості:
- 0-4 dGH дуже м'яка вода
- 4-8 dGH м'яка вода
- 8-12 dGH вода середньої жорсткості
- 12-18 dGH вода помірної жорсткості
- 18-30 dGH жорстка вода
Акваріумісти визначають жорсткість водиза допомогою спеціальних тестів – рідких або індикаторних смужок. Тут слід звернути увагу до дві речі.
По-перше, дізнатися значення KHяк таке з допомогою цих тестів неможливо, т.к. їм (тестам) все одно, з якими саме іонами реагувати – карбонатами, гідрокарбонатами тощо. Тому тест на KH швидше показує певну чисельну характеристику. Власне, саме це потрібно знати акваріумісту.
А по-друге, якщо на тестах зазначено, що вони вимірюють GH, то йдеться саме про постійної жорсткості
, а не про загальну. Іноді ці поняття плутають. Але не виробники тестів.
Уф, з теорією, начебто все…
Перейдемо тепер до практики. Перш ніж говорити про те, як змінити жорсткість водиЩе раз дозволю собі нагадати, що зміни будь-яких параметрів води в акваріумі повинні відбуватися плавно, без різких стрибків. Належить це і до жорсткості.
Збільшити жорсткістьлегше, ніж зменшити.
Для збільшення KH на 4 градуси dKH потрібна одна чайна ложка харчової соди на 50 л води.
Для збільшення GH потрібні дві чайні ложки карбонату кальцію на 50 літрів води. Пам'ятайте, що при цьому на 4 градуси зростає і KH.
Ну і звичайно, збільшують жорсткість води, покладені в акваріум черепашки. У цьому випадку щоб при заміні води не зник ефект варто додати черепашок і в банку з водою, що відстоюється.
Для зменшення жорсткостіможна використовувати кип'ячену воду (зменшує KH), дистильовану воду (зменшує як KH, так і GH).
Також для зменшення жорсткості використовують спеціальні осмотичні фільтри та торфування води. Для креветок, як десь читав (хоча сам не експериментував), торфування використовувати не рекомендується.
Але найбільш, напевно, доступним способом зниження жорсткостіводи є виморожування. Для цього воду наливають у посуд з великою площею та заморожують. Але не всю, а половину (тобто процес заморозки потрібно вчасно зупинити). Воду, що залишилася, зливають, а лід розтоплюють. Жорсткість води, отриманої з льоду, буде 2-3 градуси.
Стаття сподобалася? Виявилася корисною? Постав гугло-плюсик!
Кожен із нас хоча б раз у житті чув термін «жорсткість води». Під ним мається на увазі присутність у воді, яка у людей у квартирах надходить із крана, солей магнію та кальцію, але у розчиненому вигляді. Жорсткість води безпосередньо залежатиме від регіону проживання.
Відмінність тимчасової та постійної жорсткості
Тимчасова жорсткість – це домішка у водопровідній воді сполук магнію і кальцію, які звуться гідрокарбонатів і карбонатів. При проведенні процедури кип'ятіння цієї води з'єднання розпадаються, тим самим осідаючи на стінках чайника у вигляді накипу. Виходить, що при кип'ятінні жорсткість самоусувається, тому носить назву тимчасової. 
Постійна жорсткість – коли у воді наявність солей магнію та кальцію утворюють сполуки із сильними кислотами, такими як азотна, сірчана чи соляна. Як би господарки не кип'ятили чайник, ці домішки у воді після кип'ятіння нікуди не зникнуть.
Тимчасова і стала жорсткість в інших джерелах можуть іменуватися карбонатна і не карбонатна жорсткість води відповідно. Одна й та сама вода може мати відразу двома цими характеристиками, які сума зветься «сумарної жорсткості».
Причини підвищеної жорсткості води
Справа в тому, що вода перед попаданням у квартири проходить величезний шлях. У природі вода вважається ідеальним розчинником, вона насичується магнієм та кальцієм, коли проникає через вапняні та інші гірські породи. У результаті вода набуває різної жорсткості, для вираження якої була придумана система одиниць виміру жорсткості води.
Система одиниць виміру жорсткості води
Дана система виміру, як і інші, у різних країнах різні одиниці виміру жорсткості, але для більшості загальноприйнятими вважаються російські стандартиде за одиницю виміру взято один моль на кубічний метр води.
Стандарти жорсткості води
Існує безліч думок щодо того, яка вода є жорсткою, а яка м'якою. У середньому показники поділяються так:
- Дуже м'яка вода: 0 – 1,5
- М'яка вода: 1,5 - 3
- Помірна: 3 – 6
- Жорстка вода: 6 – 9
- Дуже тверда вода: понад 12.
Характеристики твердої води
Для організму людини жорстка вода з великим вмістом кальцію стає навіть корисною, тому що вона наповнює його життєво важливим для кісток елементом. Але крім цього жорстка вода може спровокувати формування каменів у сечовивідних каналах та в нирках, а м'яка – підвищує ризик виникнення серцево-судинної патології.
При вмиванні шкіри жорсткою водою вона починає сушитися, а при використанні мила воно погано піниться. На трубах та чайниках швидко утворюється накип. Але і м'яка вода не така корисна, як здається - її використання може спровокувати корозію труб та інших пристроїв.
Для побутових приладів велика жорсткість води часто виявляється згубною, особливо для пральних машин. Для запобігання поломці машинки або електричного чайника необхідно використовувати в побуті фільтри для води. При поломці ремонт буде коштувати дорого, тому краще заздалегідь уберегтися від непотрібних витрат.
У высокоминерализованной воді концентрація іонів магнію може дорівнювати кількох грамів, а солоній воді – навіть десяткам грамів на літр води.
Що стосується порівняння підземних та поверхневих вод, то в останніх жорсткість набагато менша, зате вона піддається змінам погоди, максимально збільшуючись наприкінці зими, а зменшуючись – під час повені, коли розбавляється дощовими та талими водами. Максимальна жорсткість відзначена у воді морів та океанів.
Лабораторна робота №4
Визначення органолептичних властивостей та жорсткості води.
Концепція жорсткості води.
Жорсткість води залежить від присутності у ній розчинних солей кальцію, у деяких випадках – солей магнію та заліза. Жорстка вода при кип'ятінні утворює накип внаслідок осідання карбонатів та оксикарбонатів кальцію, магнію та заліза. Мило у твердій воді не милиться (не спінюється), тому що утворюються нерозчинні у воді кальцієві та магнієві солі жирних кислот.
Жорстка вода не придатна для живлення парових котлів та для застосування у хімічній технології. Дуже жорстка вода шкідлива для здоров'я, оскільки може викликати збільшення вмісту кальцію в крові, посилення кальцифікації організму та ослаблення процесів регенерації. Людина споживає на добу 0,7-2 г кальцію з їжею та питною водою. За даними токсикологів, кальцій у дозі 3,5-5,2 мг/кг маси або концентрації в питній воді 100-150 мг/л збільшує захворюваність населення хворобами нирок, артритами та поліартритами. Кальцій – біогенний елемент. Він необхідний нормального перебігу багатьох життєвих процесів. Він бере участь в утворенні кісток та зубів, у процесі згортання крові, регулює збудливість нервово-м'язового апарату, підвищує тонус серцевого м'яза. Тому несприятливий як дефіцит, і його надлишок в організмі.
Розрізняють жорсткість води тимчасову (або усувну) та постійну. Тимчасова жорсткість води обумовлена присутністю у воді бікарбонатів, дигідрокарбонатів Ca(HCO 3) 2 , рідше Mg(HCO 3) 2 та Fe(HCO 3) 2 . Тимчасову жорсткість можна усунути кип'ятінням води.
При кип'ятінні води бікарбонати розкладаються з утворенням карбонатів, оксикарбонатів та гідроксидів:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3) 2 = MgCO 3 + H 2 O + CO 2
2Mg(HCO 3) 2 = Mg(OH) 2 CO 3 + H 2 O + 3CO 2
Fe(HCO 3) 2 =Fe(OH) 2 + 2CO 2
Постійна жорсткість води обумовлена присутністю в ній переважно сульфатів та хлоридів кальцію та магнію і не усувається кип'ятінням.Сума тимчасової (усувної) та постійної жорсткості становить загальну жорсткістьводи.
Прояв жорсткості води.
На внутрішніх стінках парових котлів та трубопроводів із твердої
води осаджуються нерозчинні солі переважно СаСО 3 по реакції:
Са(НС0 3) 2 = ↓ СаСО 3 + Н 2 0 + С0 2 .
Вони знижують теплопровідність стінок, викликаючи потім місцевий перегрів їх і корозію металу. Випадкове відділення накипу від розжареної стінки може спричинити швидке випаровування води та вибух котла. Жорсткою водою не можна користуватися при проведенні деяких технологічних процесів, наприклад, фарбування тканин.
Під час прання у жорсткій воді підвищується витрата миючих засобів. Це зумовлено утворенням солей органічних кислот Са 2+ та Mg 2+ .
2Na(C l7 H 35 COO) + Са(НС0 3) 2 =↓ Ca(З 17 H 35 COO) 2 +2NaHC0 3
Крім того, при пранні в жорсткій воді ті ж солі осідають на тканині, що погіршує її властивості (білі тканини набувають стійкого жовтуватого кольору).
Синтетичні миючі засоби забезпечують ефективний та економічний процес прання у м'якій та жорсткій воді, оскільки вони не утворюють нерозчинних солей.
У жорсткій воді погано розварюються овочі, особливо стручкові, тому що пектини, що містяться в них, утворюють на стінках клітин нерозчинні з'єднання з іонами кальцію і магнію.
Загальний вміст кальцію в організмі людини в середньому становить 1,9% від загальної маси тіла, при цьому 99% усієї кількості припадає на частку скелета і лише 1% міститься в інших тканинах та рідинах організму. Добова потреба у кальції для дорослої людини 0,45-1,2 г. Кальцій бере участь у всіх життєвих процесах організму. Нормальна згортання крові відбувається лише у присутності солей кальцію. Кальцій відіграє важливу роль і в нервово-м'язовій збудливості організму.
При надлишку кальціюспостерігаються: хвороби кісткової системи, м'язова слабкість, утруднення координації рухів, деформація кісток хребта та ніг, мимовільні переломи, хвороби внутрішніх органів.
Нестача кальціювикликає тахікардію, аритмію, побіління пальців рук і ніг, біль у м'язах, підвищену дратівливість, галюцинації, втрату пам'яті, розумову відсталість. Волосся стає грубим і випадає, нігті - ламкими, шкіра потовщується і грубіє, на емалі зубів з'являються ямки, кришталик очі втрачає прозорість.
Характеристика видів твердості води
