Жесткость воды

Что такое жесткость воды?

Наличие в воде растворимых солей кальция и магния показывает жесткость воды.

Это понятие принято связывать с катионами кальция и магния. На степень жесткости воды влияют все двухвалентные
катионы.

При взаимодействии с анионами, они образуют соли жесткости способные выпадать в осадок. Подобными свойствами одновалентные катионы не обладают.

Такие элементы как стронций, марганец и железо оказывают настолько небольшое влияние на жесткость, что ими, обычно пренебрегают. При условиях pH трехвалентное железо и алюминий оказывают ничтожно малое влияние на жесткость. Также незначительное влияние оказывает и барий.

Существуют следующие виды жесткости воды:

  • Общая жесткость воды – это сумма концентраций ионов магния и кальция. Состоит из сумм некарбонатной (постоянной) и карбонатной (временной) жесткости.
  • Карбонатная жесткость воды. Данный вид означает наличие в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Такой вид жесткости воды считается временным и устраняется почти полностью при кипячении воды. При кипячении воды происходит распад гидрокарбонатов, образуется угольная кислота и в осадок выпадает гидроксид магния и карбонат кальция.
  • Некарбонатная жесткость воды. Определяется присутствием магниевых и кальциевых солей таких кислот, как серная, азотная, соляная и не устраняется при кипячении.

Существует несколько единиц измерения жесткости используемых в мире, все они определенно соотносятся друг с другом. Госстандартом единицы измерения жесткости воды является моль на кубический метр (моль/м3).

Ионы щелочноземельных металлов присутствуют по всех минеральных водах и обуславливают их жесткость. Их источник – залежи известняка, доломита и гипса. Они поступают в воду при процессах химического выветривания и растворения горных пород, например, взаимодействие минералов с растворенным диоксидом углерода. Также источником данных ионов могут служить микробиологические процессы, которые протекают в почвах в донных отложениях, на площади водосбора и сточные воды предприятий. Существует много типов классификаций воды, по степени ее жесткости.

Жесткость воды 70%-80% преобладает в маломинерализованных водах, это обусловлено наличием ионов кальция, но в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50%-60%. Если увеличивается степень минерализации воды, то содержание ионов кальция резко падает и почти не превышает 1г/л.

В высокоминерализованных водах содержание ионов магния может достигать несколько граммов, а в соленых озерах – десятки грамм на каждый литр воды.

Жесткость подземных вод больше, чем жесткость вод поверхностных. Однако жесткость поверхностных вод подвержена сезонным изменениям, наибольшая жесткость вод достигается в конце зимы, а наименьшее значение жесткости – в период половодья, в этот период она начинает разбавляться талой и дождевой водой. Одну из самых больших жесткостей имеют океанские и морские воды (десятки и сотни мг-экв/дм3).