Жорсткість води. Солі жорсткості

Жорсткість води — це сукупність хімічних та фізичних властивостей води, пов'язаних із вмістом у ній розчинених солей лужноземельних металів, головним чином кальцію та магнію (так званих «солей жорсткості»).

Солі жорсткості мають різні властивості. Так, при нагріванні води деякі з них випадають в осад у вигляді накипу, а деякі - не випадають. За цією ознакою їх і почали поділяти.

Солі, що випадають в осад, почали називати солями тимчасової (або усувної) жорсткості, а солі, які не випадають в осад при нагріванні води, солями постійної твердості.

Сульфати, хлориди та нітрати магнію та кальцію, розчинені у воді, утворюють постійну (або некарбонатну) жорсткість. Вони випадають в осад виключно при повному випаровуванні води.

Тимчасова жорсткість характеризується присутністю у воді поряд з катіонами Ca2+, Mg2+ та Fe2+ гідрокарбонатних, або бікарбонатних аніонів (HCO3-).

При кип'ятінні води гідрокарбонати розкладаються, утворюючи дуже погано розчинний карбонат кальцію, вуглекислий газ та воду:

Загальна жорсткість складається з постійної та тимчасової.

У цій таблиці наведено основні катіони металів, що викликають жорсткість, і основні аніони, з якими вони асоціюються.

Катіони

Аніони

На практиці стронцій, залізо і марганець мають на жорсткість такий невеликий вплив, що ними, як правило, нехтують. Алюміній (Al3+) і тривалентне залізо (Fe3+) також впливають на жорсткість, але при рівнях рН, що зустрічаються в природних водах, їх розчинність і, відповідно, «вклад» у жорсткість мізерно малі. Аналогічно, не враховується і незначний вплив барію (2+).

Жорсткість води - походження

Іони кальцію (Ca 2+ ) та магнію (Mg 2+ ), а також інших лужноземельних металів, що зумовлюють жорсткість, присутні у всіх мінералізованих водах. джерелом є природні поклади вапняків, гіпсу і доломітів. , у донних відкладах, а також стічні води різних підприємств.

Зазвичай у маломінералізованих водах переважає (до 70%-80%) жорсткість, зумовлена ​​іонами кальцію (хоча в окремих випадках магнієва жорсткість може досягати 50-60%). 1 г/л. високомінералізованих водах може сягати кількох грамів, а солоних озерах — десятків грамів однією літр води.

В цілому, жорсткість поверхневих вод, як правило, менша за жорсткість вод підземних. дуже високу жорсткість (десятки та сотні мг-екв/дм3).

Жорсткість води - одиниці виміру

З 1 січня 2014 року в Росії введено міждержавний стандарт ГОСТ 31865-2012 "Вода. Жодність жорсткості".

1 °Ж відповідає концентрації лужноземельного елемента, чисельно рівної 1/2 його мілімолю на літр (1 ° Ж = 1 мг-екв/л). У різних країнах використовувалися (іноді використовуються досі) різні позасистемні одиниці – градуси жорсткості.

За кордоном прийнято інші одиниці виміру жорсткості води, співвідношення цих одиниць представлено в таблиці: