- Kako nastaju soli tvrdoće
- Mjerenja
- Standardi krutosti
- Kako izračunati ukočenost kod kuće
- Utjecaj vode
- Metode omekšavanja vode
- Rezultat
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Tvrdoća vode jedan je od najvažnijih kriterija koji određuju njezina potrošačka svojstva. Stvaranje netopivih mineralnih naslaga na unutarnjoj površini električnih uređaja i industrijske opreme dovodi do pogoršanja njihove učinkovitosti. Dopuštene granice indikatora utvrđene su za procjenu kvalitete vode.
Kako nastaju soli tvrdoće
Voda je univerzalno otapalo. Sastav prirodnih izvora formira se ovisno o vrsti terena. Voda s ugljičnim dioksidom otopljenim u njoj prodire u tlo, prolazi kroz debljinu geoloških stijena - gipsa, dolomita, kalcita, nagriza ih, obogaćujući se organskim i mineralnim tvarima, ionima metala.Oni čine ukupnu mineralizaciju vode (TDS).
Među njima prevladavaju kationi kalcija i magnezija čija ukupna vrijednost daje ukupnu tvrdoću vode. Dijeli se na dvije vrste:
- privremeno (karbonat);
- trajno (bez karbonata).
Formula za ukupnu krutost je:
Žo=[Ca2+] + [Mg2+]=Fk+ Fnk
Karbonatna tvrdoća je zbog prisutnosti bikarbonata Ca(HCO3)2i Mg(HCO3)2 Lako se uklanjaju iz otopine, stvarajući netopljivi talog tijekom vrenja. Drugi tip tvrdoće određuje sadržaj topivih soli u vodi koje se ne mogu ukloniti zagrijavanjem. Za uklanjanje trajne ukočenosti koriste se različite metode, o kojima će biti riječi kasnije u članku.
Za razliku od podzemnih izvora, površinske vode sadrže manje soli jer se stalno razrjeđuju oborinama.Razina krutosti u njima je promjenjiva vrijednost. Ekstremne vrijednosti doseže zimi, a opada tijekom poplava. U podzemnim vodama ovaj pokazatelj je stabilniji.
Mjerenja
Koncentracija soli se mjeri u miligramskim ekvivalentima po litri: 1 meq/l=20,04 mg Ca2+i 12,16 mg Mg2 +U međunarodnom SI sustavu, indikator se brojčano izražava u molovima po metru3(mol/m3). Kod nas se koriste stupnjevi tvrdoće 1 ºF \u003d 1 meq / l ili 0,5 mmol / l.
Stupnjevi tvrdoće također se koriste u drugim zemljama, ali se razlikuju u numeričkim vrijednostima:
- Njemački stupanj tvrdoće 1ºdH=10 mg/l CaO ili 7,194 mg/l MgO;
- francuski stupanj 1ºfH=10 mg/l CaCO3;
- Engleski 1 ºClark=14,254 mg/l CaCO3;
- Američki 1 gpg=17,12 mg/l CaCO3.
Za prelazak na druge mjerne jedinice prikladnije je koristiti drugu američku jedinicu - PPM (PPM), koja je jednaka 1 mg / l CaCO3. Odavde:
- 1ºdH=17,9ppm;
- 1ºfH=10,0ppm;
- 1 ºClark=14,25ppm;
- 1º gpg=17,1ppm;
- 1ºF=50,05ppm.
Možete pretvoriti ppm u stupnjeve tvrdoće koji nam odgovaraju ºŽ pomoću pretvarača. Za kretanje između stupnjeva, možete koristiti ljestvicu:
1 ºF=2,804 ºdH=3,5 ºClark=5,005 ºfH=2,924 gpg=50,05 ppm.
Standardi krutosti
Voda se razlikuje po parametru ukupne tvrdoće:
- meko - do 4 ºF;
- srednja tvrdoća - od 4 do 8ºF;
- tvrdo - više od 8 ºF.
Raznovrsnost prirodnih uvjeta u zemlji ne dopušta uspostavljanje jedinstvenih standarda krutosti za sve regije. Najveća dopuštena koncentracija (MAC) Ca2+ uvelike varira ovisno o lokalnim uvjetima.
Međutim, standardi vode za piće ne razlikuju se puno od standarda WHO (Svjetske zdravstvene organizacije). Od 1. siječnja 2014. GOST 31954-2012 je na snazi kao nacionalni standard u našoj zemlji. Uzima u obzir glavne međunarodne standarde za kvalitetu vode i metode analize. Standard se odnosi na sve podzemne i površinske izvore.
Tablica 1. Referentne vrijednosti za koncentracije kalcija i magnezija u vodi za piće
| № | Normalno dokument | Proizvod | Ca, mg/l | Mg, mg/l | stupnjevi, ºŽ |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SanPin_2.1.4.1074-01, GN_2.1.5.1315-03 | Pitka voda | Nije regulirano | Nije regulirano | 7 |
| 2 | SanPin 2.1.4.1116-02 | Flaširana voda | 25-130 | 5 - 65 | 1,5-7 |
| 3 | standardi SZO | Pitka voda | 20-80 | 10 - 30 | Nije dostupno |
Sastav vode, ovisno o namjeni, reguliran je skalom tvrdoće:
- dopušteni indikator za vodu iz slavine - 300ppm ili 6ºF;
- optimalna vrijednost za prirodne rezervoare - unutar 400 ppm ili 8 ºF;
- maksimalna dopuštena razina tvrdoće - 500 ppm, 10 ºF;
- koncentracija soli opasna po život - više od 500 ppm,>10 ºF.
Posebno su strogi zahtjevi za vodu koja se isporučuje u kotlove za grijanje u elektranama - ukupna tvrdoća ne smije prelaziti 0,05-0,1 meq/l.
Kako izračunati ukočenost kod kuće
Pojačana krutost nije izražena nikakvim vanjskim znakovima - mirisom, bojom, konzistencijom. Svjedočanstvo o njoj:
- nastanak kamenca na dnu kuhala za vodu;
- loše pjenjenje deterdženata;
- bijele mrlje na glavi tuša u kupaonici.
Točan sastav vode može se saznati samo analizom. Ali čak i kod kuće postoji jednostavan način za određivanje tvrdoće vode iz slavine s malom greškom od 1-2 stupnja.
Za eksperiment će vam trebati: komad sapuna za pranje rublja, mala količina destilirane vode, elektronska vaga, posuda, cilindrična čaša, ravnalo.
- 1 g sapuna za pranje rublja sitno naribajte i otopite u 3-4 žlice blago tople destilirane vode. Ako nemate pri ruci kuhinjsku vagu, možete se fokusirati na oko - pola žličice bez vrha.
- U čašu otopine sapuna ulijte destiliranu vodu tako da visina stupca tekućine odgovara postotku masnih kiselina naznačenom na sapunu. Ako je 72%, tada visina vodenog stupca treba biti 72 mm od dna čaše, ali ne od površine stola.
- Ulijte 0,5 litara vode iz slavine u posudu i uz lagano miješanje u tankom mlazu ulijte otopinu sapuna. Najprije će se u vodi pojaviti ljuskice, mjehurići, a zatim postojana bijela pjena. Označava da su sve soli već vezane.
Možete izračunati broj centimetara vodenog stupca ulivenog u posudu oduzimanjem visine preostale otopine sapuna od izvorne:
hp=hi- ho,
gdje:
- hp - visina prelivenog stupca otopine;
- hi- visina vodenog stupca početne otopine sapuna;
- ho - visina stupca ostatka otopine sapuna.
Svaki centimetar otopine uliven u posudu odgovara 2ºdH. Vrijednost je ista kao njemačka jedinica tvrdoće. Na primjer, točeno iz čaše od 4,6 cm, što odgovara 9,2 dH.
Za preračunavanje rezultata u mg-eq/l možete koristiti tablicu, a za točan rezultat - kalkulator.
| № | stupnjevi dH | Razina tvrdoće | Pokazatelj u mg-eq/l |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 - 4 | Vrlo mekano | Do 1,4 |
| 2 | 5 - 11 | Mekano | 1,8 - 4,0 |
| 3 | 12 - 22 | Srednji | 4,3-8,0 |
| 4 | 22 - 34 | Teško | 8,0-12 |
| 5 | Više od 34 | Vrlo teško | iznad 12 |
Možete dobiti precizniji rezultat pomoću elektroničkih testera kao što je TDS-3. Oni analiziraju vodu na tvrdoću i kiselost, prikazujući rezultate na ekranu kao PPM ili pH. PPM jedinice možete pretvoriti u ºŽ pomoću kalkulatora.
Ako želite dobiti detaljnu analizu vode u bunaru ili bunaru, onda to možete učiniti s Well-1 setom.
Još jedan jednostavan i jeftin način utvrđivanja kvalitete vode - test trake.
Utjecaj vode
Na ljudskom tijelu
Do danas nema ozbiljnih studija koje potvrđuju štetnost tvrde vode na živi organizam. Ali poznato je da dugotrajna konzumacija vode s povećanom razinom tvrdoće doprinosi razvoju urolitijaze. Tijelo nema vremena ukloniti višak elemenata u tragovima, što dovodi do pojave mokraćnih kamenaca, bubrežnih kamenaca i naslaga u zglobovima.
Kvaliteta vode također je od higijenske važnosti. Sapun, reagirajući s solima kalcija i magnezija, uništava zaštitni sloj kože, uzrokujući iritaciju ili alergije. Kosa postaje suha i lomljiva.
Istovremeno, kalcij i magnezij su elementi u tragovima važni za ljudski život:
- dnevne potrebe za kalcijem su 1000mg;
- magnezij - 400 mg.
Manjak ovih elemenata može izazvati ozbiljne poremećaje u organizmu. Prema studijama koje je provela SZO, primijećeno je da konzumacija pretjerano meke vode dovodi do ispiranja soli iz tijela i promjena u ravnoteži vode i soli. U regijama gdje se koristi meka voda:
- rast kardiovaskularnih bolesti;
- povećanje broja prijeloma kod djece i smanjenje težine novorođenčadi.
WHO ukazuje da se prisutnost soli u vodi treba smatrati nužnim uvjetom za normalno funkcioniranje tijela.
Za vozila
Soli tvrdoće uzrokuju mnogo problema povezanih s korištenjem kućanskih aparata i industrijske opreme:
- nakupljanje kamenca na stijenkama perilica rublja i posuđa dovodi do preranog kvara;
- slavine i tuševi začepljeni kamencem;
- nedovoljno pjenjenje praška za pranje rublja dovodi do njegove prekomjerne upotrebe;
- cijevi i grijaći elementi prekriveni kamencem povećavaju potrošnju energije i kvare;
- taložene soli smanjuju propusnost cijevi u vodoopskrbnim sustavima, smanjujući pritisak vode;
- netopivi spojevi na stijenkama radijatora postaju snažan toplinski izolator, smanjujući njihov prijenos topline.
Voda koja je previše meka ima negativan učinak na opremu, povećavajući rizik od korozije cijevi zbog niske alkalnosti. Stoga je potrebno održavati ispravnu ravnotežu sastava vode i soli.
Metode omekšavanja vode
Postoje različiti načini za smanjenje ukočenosti. Izbor se određuje ovisno o početnoj kvaliteti vode, njezinoj namjeni i uvjetima korištenja.
Termička metoda
Kuhanje je najlakši i najpovoljniji način za uklanjanje karbonatne tvrdoće. Pogodan je za male količine vode koje se koriste za kućne potrebe. Međutim, ova metoda ne eliminira sve soli tvrdoće i posuđe će morati biti uklonjeno iz kamenca.
Filtriranje
Ne tako davno, filtar za omekšavanje vode bio je impresivna instalacija. Suvremene tehnologije i materijali omogućili su stvaranje kompaktnih sustava za čišćenje koji daju mekoću vodi, koji lako stanu ispod sudopera u kuhinji. Zamjenjivi filtarski ulošci, osim što omekšavaju vodu, uklanjaju mirise i nečistoće. Pravilan odabir filtera i pravovremena zamjena jamče visokokvalitetno pročišćavanje vode iz vodoopskrbnog sustava, bunara ili bunara. Jedan od modernih integriranih sustava su filteri "Barrier" .
Kemijske metode
Za taloženje soli tvrdoće u vodu se dodaju posebni reagensi - gašeno vapno, soda, polifosfati. Metoda je učinkovita za industrijske primjene. Njegov glavni nedostatak je potreba za daljnjim zbrinjavanjem otpada. Voda nakon takvog tretmana je neprikladna za prehrambene svrhe.
Ionska izmjena
Filtracija kroz ionsko izmjenjivačke smole uspješno se koristi u industriji.Princip se temelji na zamjeni kationa zemnoalkalijskih metala s natrijevim i vodikovim ionima u koloni s fino zrnatim zatrpavanjem. Otopina soli se koristi za regeneraciju istrošene smole. Ako se razina tvrdoće vode promijeni, potrebno je ručno podešavanje postavki.
Fizikalne metode
Ove metode temelje se na procesima elektrodijalize, djelovanju ultrazvuka, elektromagnetskih impulsa. Soli tvrdoće prelaze u modificirano stanje, u kojem ne kristaliziraju u čvrsti talog, već stvaraju nestabilne spojeve. Korištenje ultrazvučnih i elektromagnetskih valova dodatno doprinosi ljuštenju postojećeg kamenca.
Membranska metoda
Ova metoda čišćenja ima još jedno ime - reverzna osmoza. Voda pod visokim pritiskom prolazi kroz filtar s mikroskopskim stanicama i potpuno se čisti od kemijskih nečistoća, suspendiranih čestica, bakterija.Kvaliteta dobivene vode je bliska destiliranoj. Za njegovu upotrebu potrebna je dodatna mineralizacija. Nedostatak metode je visoka cijena.
Rezultat
Prilikom procjene kvalitete vode, važno je uzeti u obzir ne samo razinu tvrdoće i vjerojatnost stvaranja kamenca, već i korozivnost. Ispravna procjena omogućit će vam odabir učinkovitog skupa mjera za pročišćavanje vode.