Жёсткость воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: В.А. Омельянович

Курс: 1

Группа: 2

Проверил: И. М. Арцукевич

 

 

 

Г.Гродно 2012

 

 

Оценка  жесткости воды - проблемы и пути решения

03.12.2012 

Жесткость воды - определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны» именно жесткой воде.

Жесткость воды принято исчислять  суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm карбоната кальция.

Выделяют 2 типа жесткости  воды:

- временная – карбонатная жесткость,  обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;

- постоянная – некарбонатная  жесткость, характеризуется присутствием  сульфатных, нитратных и хлоридных  анионов, соли кальция и магния  которых прекрасно растворяются  в воде;

- общая жесткость определяется  как суммарная величина наличия  солей магния и кальция в  воде, то есть суммой карбонатной  и некарбонатной жесткости.

Принято классифицировать жесткость  воды следующим образом:

- мягкая вода – жесткость  3,0 мг-экв/л и более

- средняя жесткость  – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л

- жесткая вода – свыше  6,0 мг-экв/мл.

Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в  подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и  выветривания горных пород. Обычно в  маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная  ионами кальция (хотя в отдельных  редких случаях магниевая жесткость  может достигать 50-60%). С увеличением  степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды.

В целом, жесткость поверхностных  вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод  подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего  в период половодья, когда обильно  разбавляется мягкой дождевой и талой  водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Приемлемость жесткости воды для  питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса  для иона кальция находится в  диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния - значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают низкому уровню.

Однако мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.