| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Инженерное ремесло / / Жесткость воды. Умягчение воды. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Накипь — отложения в трубах и на стенках емкостей. / / Жесткость воды. Мягкая вода. Жесткая вода. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. Таблицы значений жесткости воды. Поделиться:
| |||||||||||||||||||
Калькулятор жесткости воды — Мосводоканал
ГлавнаяНаселениюОдним из наиболее часто задаваемых вопросов жителями города Москвы является вопрос о величине жесткости питьевой воды. Это обусловлено широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.
Узнать значение жесткости воды по своему адресу вы можете с помощью нашего электронного сервиса «Качество воды в районах Москвы».
В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения. Поэтому для удобства жителей создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.
Жесткостью называют совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей, главным образом, кальция и магния («солей жесткости»). Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь.
Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды. Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.
Единицы измерения жесткости
В России жесткость измеряют в «градусах жесткости» (1°Ж = 1 мг-экв/л = 1/2 моль/м3). За рубежом приняты другие единицы измерения жесткости воды.
| Страна | Единицы измерения | Россия | Германия | Великобритания | Франция | США |
|---|---|---|---|---|---|---|
°Ж | 1 | 2,80 | 3,51 | 5,00 | 50,04 | |
Германия | °DH | 0,357 | 1 | 1,78 | 17,84 | |
Великобритания | °Clark | 0,285 | 0,80 | 1 | 1,43 | 14,3 |
Франция | °F | 0,20 | 0,56 | 0,70 | 1 | 10 |
США | ppm | 0,02 | 0,056 | 0,070 | 0,10 | 1 |
Единицы измерения жесткости
1°Ж = 20,04 мг Ca2+ или 12,15 Mg2+ в 1 дм3 воды;
1°DH = 10 мг CaO в 1 дм3 воды;
1°Clark = 10 мг CaCO3 в 0,7 дм3 воды;
1°F = 10 мг CaCO3 в 1 дм3 воды;
1 ppm = 1 мг CaCO3 в 1 дм3 воды.
Жесткость воды в некоторых городах мира
| Жесткость, °Ж | Кальций, мг/л | Магний, мг/л | |
|---|---|---|---|
| Москва | 2,0-5,5 | 46 | 11 |
| Париж | 5,0-6,0 | 90 | 6 |
| Берлин | 5,0-8,8 | 121 | 12 |
| Нью-Йорк | 0,3-0,4 | 6 | 1 |
| Сидней | 0,2-1,3 | 15 | 4 |
Нормативные требования и рекомендации
Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды:
кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается. Московская питьевая вода по данным показателям соответствует рекомендациям ВОЗ.
Российские нормативные документы (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют:
кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.
Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02):
кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.
По содержанию кальция и магния бутилированная вода высшей категории ничем не лучше воды из-под крана!
Градусы жесткости воды. Перевод градусов жесткости.
 |
«Градусы бывают разные…» Народная мудрость |
В настоящее время жесткость воды надо измерять в мэкв, но по традиции в аквариуме жесткость измеряют в градусах, а в разных странах свои собственные градусы жесткости. Эта статья поможет начинающему аквариумисту переводить одни градусы в другие и понять зачем они нужны и что же все-таки они означают.
Сразу перейти к таблице перевода одних градусов другие в другие и в мэкв >>>
Жесткость – одна из важнейших характеристик аквариумной воды. Но жесткость бывает общая, временная, постоянная, карбонатная и измеряется она в градусах, которые бывают разными… Хотите заниматься аквариумистикой серьезно? Тогда вам просто необходимо разобраться во всем этом.
Жесткость воды – это совокупность ее свойств, обусловленных присутствием в ней катионов кальция (Ca2+), магния (Mg2+), и отчасти двухвалентного железа (Fe2+)*. Различают постоянную, временную и общую жесткость.
Общая жесткость определяется суммарным содержанием в воде всех указанных выше катионов. Эти ионы оказываются в воде в результате растворения в ней соответствующих солей. О том, как это происходит, и, кроме того, о принятых в науке способах выражения концентраций ионов рассказано в отдельной статье. О содержании в пресной воде растворенных солей (не только кальция и магния, но и других) рассказано в статье «Состав и свойства аквариумной воды».
Постоянная жесткость не загрязненных промышленными стоками слабоминерализованных поверхностных природных вод характеризует количество растворенных сульфатов, хлоридов и некоторых других солей кальция и магния. То есть в этих водах наряду с катионами Ca2+ и Mg2+имеются анионы SO42-, Cl— и др. При кипячении такой воды концентрации этих катионов и анионов практически не изменяются – отсюда и название «постоянная жесткость».
Временная жесткость (она же карбонатная жесткость) связана с присутствием в воде наряду с катионами Ca2+, Mg2+ и Fe2+ гидрокарбонатных, или бикарбонатных анионов (HCO3—). При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются, образуя очень плохо растворимый карбонат кальция, углекислый газ и воду:
Ca2+ + 2HCO3— = CaCO3↓ + H2O + CO2↑
Таким образом, временную жесткость можно устранить путем длительного кипячения, поэтому она и «временная».
С ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO3 неустойчивое в воде химическое соединение. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.
Для измерения общей и временной жесткости в магазинах продаются отдельные тесты. Кроме того, на Аквариумке описаны методики определения временной и общей жесткости с помощью вполне доступных реактивов, так что определить жесткость в домашних условиях, даже не имея фирменных тестов, вполне реально. О том, как это сделать читайте статьи «Методы определения общей жесткости» и «Определение временной, или карбонатной жесткости«.
Зачем же используется отдельное понятие «ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ», ведь понятие «МИНЕРАЛИЗАЦИЯ» охватывает присутствие в воде всех солей и вышеозначенных тоже? Разница между этими двумя понятиями есть, причем существенная. К примеру, минерализацию можно поднять, растворив в воде любую соль (другое дело понравится эта соль вашим рыбкам, или нет, подробнее об этом в статье «Состав и свойства аквариумной воды»). Аквариумисты с этой целью чаще всего используют хлорид натрия — NaCl). А вот жесткость, в первую очередь, связана именно с растворенными солями кальция и магния. Вопреки существующему в среде аквариумистов предубеждению, растворение в воде поваренной соли (особенно хорошо очищенной) жесткости не поднимает! Итак, ЖЕСТКОСТЬ И МИНЕРАЛИЗАЦИЯ воды — это взаимосвязанные, но РАЗНЫЕ понятия!!!
Жесткость – это особые свойства воды, во многом определяющие её потребительские качества и потому имеющие важное хозяйственное значение. Жесткая вода образует накипь на стенках нагревательных котлов, батареях и пр., чем существенно ухудшает их теплотехнические характеристики. Жесткая вода мало пригодна для стирки. Мало того, что накипь на нагревателях стиральных машин выводит их из строя… впрочем, пересказывать телевизионную рекламу не буду – и так уже всех достала, она еще и моющие свойства мыла ухудшает. Катионы Ca2+ и Mg2+ реагируют с жирными кислотами мыла, образуя малорастворимые соли, которые создают пленки и осадки, в итоге снижая качество стирки и повышая расход моющего средства. Говоря проще, жесткая вода плохо мылится. Это только теперь, благодаря огромным успехам человечества в области химии, созданы хорошие шампуни, которые могут мылиться в любой воде. А в староглиняные времена в местностях с жесткой водой красавицы, желающие иметь мягкие и шелковистые волосы, для того, чтобы помыть голову, вынуждены были собирать дождевую воду – она мягкая. Неспроста Петр I, требовавший, чтобы на ассамблеи люди приходили в приличном виде, и не терпевший грязных бород, вынужден был построить новую столицу на реке Неве. Здесь вода очень мягкая, прекрасно мылится и можно мыться и бриться всласть! В общем, жесткость понятие скорее техническое и гигиеническое. Люди в разных странах очень давно пришли к необходимости её нормировать, ибо высокая жесткость – это плохо: и трубы забиваются, и постирать толком невозможно. Но стали это делать в каждой стране по-своему, кто как, исходя из традиционных единиц измерения и способов определения ионов кальция и магния, ведь единых стандартизированных международных единиц тогда не было.
Известно, что нет ничего хуже вредных привычек – избавиться от них очень трудно! В аквариумной литературе (хотя жесткость по сути своей понятие не из области аквариумистики!) разных стран жесткость до сих пор измеряют в градусах, причем в каждой стране в своих собственных, отличных от всех остальных. Идентичны только русские и немецкие градусы жесткости, правда, давным-давно отменные в обеих этих странах, но упорно существующие в аквариумных книжках.
В России, начиная с 1952 года, жесткость воды для технических и гигиенических нужд выражается в миллиэквивалентах, содержащихся в 1 л воды (мэкв, или мг-экв/л). До этого времени жесткость определяли в немецких градусах, в других странах принято обозначать жесткость в УСЛОВНЫХ градусах:
НЕМЕЦКИЕ ГРАДУСЫ (dGH): | |
| 1° = 1часть оксида кальция – СаО в 100000 частей воды, или 0.719 частей оксида магния – MgO в 100000 частей воды, или 10 мг СаО в 1 л воды, или 7.194 мг MgO в 1 л воды. dGH (dH) и dKH в настоящее время наиболее часто употребляется в аквариумистике как единица измерения жесткости, причем обозначение dGH – относится к общей жесткости, dKH – к карбонатной; | |
ФРАНЦУЗСКИЕ ГРАДУСЫ (fh): | |
| 1° = 1 часть CaCO3 в 100000 частей воды, или 10 мг CaCO3 в 1 л воды; | |
АМЕРИКАНСКИЕ ГРАДУСЫ (usH): | |
| 1° = 1 гран (0.0648 г) CaCO3 в 1 галлоне (американском! 3.785 л) воды. Поделив граммы на литры получаем: 17.12 мг/л СаСО3 . Однако есть еще одно определение американского градуса: 1 часть CaCO3 в 1000000 частей воды (в англоязычной литературе выражение концентрации, как 1 часть на 1 000 000 частей называют ppm — part per million (одна часть на миллион), и часто используют. На практике оно идентично 1мг/л). Таким образом этот 1 американский градус = 1мг CaCO3 в 1 л воды. Именно эта величина американского градуса принята во всех таблицах с переходными коэффициентами для перевода одних единиц измерения жесткости в другие; (случай странный, ибо люди сведующие в штатовской жизни, такие как например автор известного аквариумного сайта Миклуха (которого я специально об этом спрашивал, а он любезно мне ответил, за что БОЛЬШОЕ СПАСИБО) утверждают, что в США используется именно первый из упомянутых американских градусов). | |
АНГЛИЙСКИЕ ГРАДУСЫ (Clark): | |
| 1° = 1 гран (0.0648 г) в 1 галлоне (английском! 4.546 л) воды = 14.254 мг/л CaCO3 . | |
Чувствуете как все не просто?! Поэтому приведу таблицу, позволяющую сравнивать и переводить одни градусы жесткости в другие:
| Таблица 1 | |||||
| Наименование единиц | Мг-экв/л | Градус жесткости | |||
| немецкий | французский | американский | английский | ||
| 1 мг-экв/л | 1 | 2.804 | 5.005 | 50.045 | 3.511 |
| 1 немецкий градус dH | 0.3566 | 1 | 1.785 | 17.847 | 1.253 |
| 1 французский градус | 0.1998 | 0.560 | 1 | 10,000 | 0.702 |
| 1 американский градус | 0.0200 | 0.056 | |||
Жесткость воды что это такое
Жесткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жесткости»). Вода – сложное природное вещество, в состав которого входит целый набор микроэлементов. В том или ином виде вода содержится во всех живых организмах. Что подразумевается под понятием жесткость, и что определяет данный показатель?
Подробнее про жесткость воды
Жесткость – это свойство воды, которое определяет ее потребительские качества и имеет важное хозяйственное значение. В процессе кипячения жесткая жидкость образует накипь на стенках и внутренних деталях нагревательных приборов, что вызывает ухудшение теплотехнических характеристик бытовой техники. Не особенно подходит она и для стирки, поскольку способствует снижению очищающих характеристик моющих средств и увеличивает их расход.
| Градусы dH | Характер воды | Жесткость в мг. х экв/л. | Эквивалент в mg/L |
| 23 — 34° | Очень жесткая | выше 12 мг х экв/л | 320 — 530 ppm |
| 13 — 22° | Жесткая | 8 – 12 мг х экв/л | 210 — 320 ppm |
| 9 — 12° | Средней жесткости | 4 – 8 мг х экв/л | 140 — 210 ppm |
| 5 — 8° | Мягкая | 1,5 – 4 мг х экв/л | 70 — 140 ppm |
| 0 — 4° | Очень мягкая | До 1,5 мг х экв/л | 0 — 70 ppm |
Откуда берется высокая жесткость? Ее определяет наличие солей магния и кальция – химических компонентов, выполняющих роль активных регуляторов различных химических процессов в окружающей среде. Естественно, что жидкость, которая берется из разных водоемов, может иметь ту или иную степень жесткости. При этом река, озеро и любой другой источник пополняются из подземных источников, протекающих в известняковых пластах. Проходя через них, вода обогащается солями жесткости, а значит, будет жесткой. Для сравнения – данный показатель у поверхностных вод всегда заметно ниже, чем у подземных. Жесткость воды в природных источниках постоянно изменяется. Максимальных отметок она достигает зимой, а минимальных – весной, во время таяния снегов.
Таким образом, жесткой является та вода, которая содержит соли магния и кальция в больших количествах. Кстати, магниевые соли растворяются хуже кальциевых, и жидкость с их высоким содержанием имеет выраженный горький вкус.
Шкала жесткости воды
Выделяются следующие виды жесткости:
- Общая – определяется как суммарная концентрация ионов магния и кальция.
- Карбонатная – зависит от наличия в воде карбонатов, гидрокарбонатов кальция и магния. Практически полностью устраняется в ходе кипячения, поэтому второе название карбонатной жесткости – временная. В процессе нагрева гидрокарбонаты распадаются – образуется угольная кислота, а карбонаты кальция, гидроксиды магния выпадают в виде осадка.
- Некарбонатная – обусловлена присутствием магниевых и кальциевых кислотных солей. При кипячении не устраняется (то есть является постоянной).
Общая жесткость измеряется в GH. GH показывает суммарное содержание щелочноземельных металлов в виде ионов. Для примера – в воде, значение GH которой близкое к нулю, аквариумные рыбки не живут, употреблять ее в пищевых целях также не рекомендуется.
В каких единицах измеряется жесткость
В мире для измерения показателей жесткости используются разные значения. В России Госстандарт установил следующий показатель – моль на кубический метр. Числовое значение жесткости, которое выражается в молях на кубический метр, равняется числовому значению жесткости в миллиграмм-эквивалентах на литр. На западе используют немецкий (d°, dH), французский (f°), американский (ppm CaCO3) градусы.
Как повысить и понизить жесткость воды в аквариуме. Определение временной, или карбонатной жесткости
Чтобы создать комфортные условия для жизни аквариумных рыбок, важно использовать воду оптимальной жесткости, с заданным кислотно-щелочным балансом. Чтобы повысить жесткость воды, используют известняк и мрамор. Чем мягче вода, тем быстрее она повысит жесткость. Другой способ – химический, с применением хлористого кальция и магнезии. Максимальный эффект достигается при использовании обоих препаратов одновременно.
Чтобы уменьшить жесткость, воду нужно прокипятить. Как долго это следует делать? Учтите, что для снижения жесткости вдвое, кипятить воду нужно минимум в течение получаса. Другой способ – вымораживание. Воду наливают в пластиковый контейнер и помещают в морозилку. Затем лед растапливают, а полученную воду используются в пищевых или любых других целях.
Если объемы воды большие, проще будет использовать специальное оборудование. Широкое распространение в быту в последние годы получили установки обратного осмоса. Для расчета необходимого объема водопроводной воды используйте формулу – вычитание объема воды, получаемой из водопровода, из объема с заданной жесткостью, который нужно получить.
Часто методы умягчения используют комбинированно. Например, одну часть солей жесткости убирают реагентным способом, а другую с помощью катионного обмена. Приведем формулы содово-известкового способа умягчения:
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 + 2Н2О
В итоге Mg(OH)2 коагулирует, выпадая в осадок. Затем, в целях устранения некарбонатной жесткости, вводится Na2CO3. Последующие химические реакции:
Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4 и Na2CO3 + СаС12 = СаСО3 + 2NaCl.
В итоге образуется углекислый кальций, выпадающий затем в осадок. Реагенты вводят в разные зоны:
- хлор – во всасывающие трубопроводы;
- коагулянт – в трубопровод перед смесителем либо непосредственно в смеситель;
- известь – вместе с коагулянтом;
- уголь активированный – перед фильтрами;
- хлор и аммиак – в фильтрованную воду.
Опреснение, обессоливание, удаление растворенных газов, железа, стабилизация – это специальные способы очистки. Так если для снижения жесткости используются методы катионирования или ионного обмена, речь идет об обессоливании. Вода, которая получается на выходе, не содержит ни анионов, ни катионов солей.
Как измерить жесткость
Для оценки показателей жесткости воды используются следующие способы:
- Комплексонометрическое титрование трилоном Б. Метод сложный и самый точный.
- Покупные тесты. Не на 100% точные, зато простые и недорогие.
- Измерение электропроводности. Используйте кондуктометр.
- С помощью ионометра и ионоселективных электродов.
- С применением методики титрования соляной кислотой проб воды. Сложный и не очень точный метод. То же самое можно сказать о тестах с применение хозяйственного мыла.
Под титрованием подразумевается добавление в воду реагента требуемой концентрации. Концентрация солей жесткости определяется в зависимости от реакции реагента с водой. Приготовить реактив просто – достаточно смешать кислоту с дистиллированной водой в заданных пропорциях. Готовый раствор опасности не представляет.
Проще всего использовать готовые тексты. Для этого 5 мл воды наливается в стаканчик, затем в жидкость по каплям добавляется содержимое теста, после каждой капли вода перемешивается. Делать так нужно до тех пор, пока цвет не станет зеленым вместо розового.
Влияние жесткости воды, нормативные требования и рекомендации
Какую воду можно употреблять для приготовления пищи и питья? Требования относительно жесткости жидкости зависят от условий конкретной местности. Учтите, что слишком жесткая вода имеет горький вкус и негативно влияет на работу органов пищеварения. ВОЗ конкретные цифры не называет, хотя исследований на тему связи качества воды с заболеваниями сердца, сосудов и других органов организма проводились неоднократно. Слишком мягкая вода – это тоже плохо, поскольку она нарушает водно-солевой баланс. Жидкость с жесткостью от 4 мг-экв/ чревата – главная причина образования накипи на внутренних деталях отопительных систем. Вредна она и для кожи, волос.
Вместо заключения
Жесткость – важный параметр воды, который зависит от количества и типа растворенных в ней минеральных веществ. Смягчение следует делать только после предварительного анализа. Почему? Потому что не все меды смягчения снижают содержание минеральных веществ – они могут просто превращать соли жесткости в соли, которые никак не влияют на рассматриваемый показатель.
Шкала общей жесткости воды | Акваловер
Общая жесткость измеряется в dH и показывает суммарное количество ионов щелочноземельных металлов, таких как кальция, магния, стронция, бериллия и бария в воде.
В подавляющем большинстве случаев этот параметр рыбам совершенно не важен. Опасны для них лишь крайние значения общей жесткости. Например, в воде со значением dH близким к нулю, вообще ничего живое жить не будет. А при чрезмерных значениях жесткости, превышающих 35-50°dH, в действие вступают уже другие факторы: здесь пресноводная аквариумистика кончается, и начинают действовать законы природы для солоноватых вод. Во всех же остальных случаях большинство рыб легко адаптируются к любым разумным значениям общей жесткости.
Вода, содержащая малое количество солей в основном кальция и магния или вообще не содержащая их, называется мягкой. И наоборот, вода с большим количеством растворенных в ней солей данных металлов, является жесткой.
Результаты определения жесткости обычно выражают в немецких (их еще называют русскими) градусах dH (общая жесткость) и КН (временная жесткость). В целом, для аквариума подходит чистая, прозрачная, содержащая все необходимые для растений микроэлементы, вода с dH 5-20, KH 2-15 градусов.
Шкала общей жесткости воды.
| Градусы dH | Характер воды | Жесткость в мг. х экв/л. | Эквивалент в mg/L |
| 0 — 4° | Очень мягкая | До 1,5 мг х экв/л | 0 — 70 ppm |
| 5 — 8° | Мягкая | 1,5 – 4 мг х экв/л | 70 — 140 ppm |
| 9 — 12° | Средней жесткости | 4 – 8 мг х экв/л | 140 — 210 ppm |
| 13 — 22° | Жесткая | 8 – 12 мг х экв/л | 210 — 320 ppm |
| 23 — 34° | Очень жесткая | выше 12 мг х экв/л | 320 — 530 ppm |
Жесткость воды определяется в немецких (русских) градусах — dH. Коммунальные хозяйства измеряют жесткость воды в миллиграмм / эквивалентах ионов кальция и магния на литр воды (мг. х экв/л.). Один немецкий градус соответствует 0,36 мг х экв/л. Чтобы перевести в немецкие градусы необходимо жесткость воды в мг х экв/л. разделить на 0,36. Так жесткость в 5 мг х экв/л. равна 14 немецким градусам (5 : 0,36 = 14).
Перерасчет жесткости воды из немецких градусов в градусы других государств:
а) 1 американский градус надо умножить на 1,04.
б) 1 английский градус надо умножить на 1,25.
в) 1 французский градус надо умножить на 1,79.
Жесткость воды имеет два различных измерения. Термин dH означает градусы жесткости, в то время как ppm означает часть на миллион, который является грубо эквивалентом mg/L. 1 градус dH равняется 17.8 ppm CaCO3. Большинство тестовых наборов показывают жесткость в градусах CaCO3, и это и означает, что жесткость эквивалентна количеству CaCO3 в воде, но это не означает, что фактически такое количество CaCO3 содержится в воде.
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Алфавиты, номиналы, единицы / / Перевод единиц измерения величин. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин. Перевод химических и технических единиц измерения величин. Величины измерения. Таблицы соответствия величин. / / Перевод единиц измерения Жесткости (градусов) воды. Поделиться:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Жесткость воды – единицы измерения и способы умягчения
Обычная вода состоит не только из атомов водорода и кислорода, в ней так же присутствует большое количество различных примесей. Именно наличие примесей определяет жесткость воды, а единицы измерения (°Ж – градус жёсткости) показывает, насколько этот показатель превышает допустимые нормы.Жёсткость воды требуется определять не только инженерам, которые занимаются прокладкой коммуникаций, но и обычной людям в быту. Если мы используем электрический чайник или стиральную машину с функцией нагрева воды, то все это может выйти из строя, если данный показатель будет слишком высок. Даже хорошо растворить мыло в такой воде у вас вряд ли получится.
О том, как определить уровень жесткости водопроводной воды, а также о методах борьбы с большим содержанием примесей будет подробно рассказано в данной статье.
Жёсткая и мягкая вода – в чём разница
На количество соли в воде влияет наличия растворённых в ней элементов кальция и магния. Значительно повысить этот показатель может также наличие гидрата железа, содержание которого в артезианских водах бывает избыточным.
В том случае, когда таких примесей содержится незначительное количество, её называют “мягкой”. Этот показатель обычно разделяется на 3 категории:
- Мягкая.
- Средняя.
- Жёсткая.
Мягкая – это дождевая или полученная в результате перегонки жидкость. В такой воде практически отсутствуют минеральные примеси.В большинстве случаев она может получиться и в результате длительного кипячения или добавления специальных химических реагентов.
Средняя – встречается наиболее часто в водопроводных системах, а также в родниковой и артезианской воде.
Жёсткая – к данной категории относится морская, океанская, а также вода вытекающая из пластов породы богатой минеральными отложениями. В ней может быть растворено большое количество солей. Если брать в процентном соотношении, то соленость может достигать до 33% от общего объема.
Рассмотрим разновидности жёсткости
Этот показатель принято разделять на следующие категории.
- Постоянная – является неизменным показателем, который зависит от содержания сульфатов и хлоридов.
- Временная – обусловлена содержанием бикарбонатов кальция и магния. Название этот вид жёсткости получил за способность практически полностью нейтрализоваться в результате кипячения.
- Жёсткость общая – получается в результате сложения показателей постоянной и временной.
Для того чтобы точно определить этот показатель, необходимо знать какими единицами измерения это можно сделать.
Единицы измерения жёсткости
Для правильного подсчёта уровня жёсткости необходимо определить концентрацию катионов кальция и магния. В настоящее время этот показатель определяется в следующих единицах измерения:
- Моль/м3 (моль на кубический метр) – применялся в России до 2014 г.
- °Ж (градус жёсткости) – данная единица измерения используется в России с 2014 г.
- dH (немецкий градус) – единица измерения используется в странах Европы.
- fo (французский градус) – также применяется в европейский странах.
- ppm CaCO3 (американский градус) – единица измерения используется в североамериканских штатах.
Следует отметить, что в нашей стране выражение общей жёсткости моль/м3 стало использоваться только с 1952 года. До этого времени расчёты осуществлялись в градусах, которые были равны современному немецкому градусу.
С 2014 года в России действует международный стандарт подсчёта жёсткости, который выражается в градусах (°Ж). Один градус равен 1/2 миллимоля на литр жидкости, поэтому подсчитать уровень концентрации вещества в жидкости не составит большого труда.
Причины появления жёсткости воды
При круговороте воды в природе жидкость превращается в пар и поднимается в верхние слои атмосферы. После конденсации она выпадает в виде осадков и не содержит примесей влияющих на жёсткость, но проходя через слой земной коры, жидкость растворяет различные породы, в которых содержатся калий и магний. Насыщаясь этими элементами вода увеличивает свою жёсткость. В море она всегда жёсткая по причине большой концентрации хлорида натрия.При необходимости снизить концентрацию ионов калия и магния, можно применить различные методы уменьшения количества солевых примесей.
Методы устранения жёсткости
Для борьбы с чрезмерным содержанием солей применяются следующие методы:
- Кипячение – полностью устраняет временную жёсткость. Данный процесс сопровождается обильным выпадением осадка на дне и стенках резервуара, где происходит кипячение.
- Химическим путём – уменьшить количество солей можно с помощью гашённой извести. Если к извести будет добавлена сода, то можно избавиться и от постоянной жёсткости
- Заморозка – данный метод позволяет легко справиться с постоянной жёсткостью. Чтобы смягчить воду достаточно заморозить её до такого состояния, когда будет не более 10% воды, а 90% льда. Затем незамерзшая жидкость сливается, а вода в твёрдом состоянии растапливается и используется по назначению.
- Перегонка – все соли являются нелетучими веществами, поэтому достаточно воду сначала превратить в пар с помощью нагрева, а затем конденсировать.
- Электромагнитный способ – для смягчения жидкости используется электромагнитное поле. Данный способ уменьшения солей в воде применяется наиболее часто в котельных установках.
- Катионный обмен – высокоэффективный способ очистки воды от избыточного количество солей. Очищение происходит при пропускании воды через слой катионита.
Любой из предложенных способов умягчения воды позволяет справиться с высоким уровнем этого показателя, но для очистки от солей питьевой воды химический способ обычно не применяется.
Как влияет жёсткость на качество воды
Жёсткость питьевой воды влияет, прежде всего, на её вкусовые качества. Порог вкуса ионов кальция находящихся в питьевой воде составляет 2-6 мг-экв/л. Порог вкуса для ионов магния значительно ниже, поэтому самой приятной на вкус питьевой водой считается та, в которой этот показатель равен от 1,6 до 3 мг-экв/л.
В некоторых случаях вода с жёсткостью до 10 мг-экв/л может использоваться в качестве питьевой, но длительное её употребление может негативно влиять на здоровье человека. Слишком жёсткая вода нежелательна для применения в устройствах нагрева жидкости. Электрические чайники, бойлеры, стиральные и посудомоечные машины обязательно имеют в своей конструкции ТЭН, который в кратчайшие сроки “обрастает” отложениями, и процесс нагрева жидкости осуществляется менее эффективно.
Длительная эксплуатация электро нагревателя со значительным слоем накипи приводит к перегреву элемента и выходу его из строя. К счастью, для очистки от накипи достаточно растворить 2 пакетика лимонной кислоты в 1 литре воды и хорошо прокипятить чайник или любой другой водонагреватель. После чего следует тщательно промыть прибор и использовать его далее по назначению.
Смотреть видео
Негативно влияет высокое содержание солей воды и на процесс стирки. Растворение моющего вещества в воде богатой ионами калия и магния приводит к чрезмерному образованию пены. Пена способствует образованию налёта на элементах стиральной машины, который также может негативно влиять на работоспособность некоторых узлов этого бытового прибора.
Последствия для здоровья человека
При длительном употреблении жёсткой воды в организме человека наблюдаются серьёзные отклонения от нормы, которые прежде всего проявляются в работе следующих органов:
- Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) – при соединении солей входящих в состав жёсткой воды с животными жирами образуются соли жирных кислот, которые обволакивая стенки желудка и кишечника, препятствуя нормальной ферментации и значительно затормаживают перистальтику. В результате в организме накапливаются вредные вещества и шлаки, развивается дисбактериоз.
- Работа суставов – некоторые виды солей попадая в организм человека образуют неорганические вещества, которые со временем вытесняют синовиальную жидкость из суставов. В результате такого замещения происходит обрастание суставов кристаллами, которые вызывают сильную боль при движении. Длительное употребление жёсткой воды может привести к заболеванию артритом и полиартритом.
- Сердечно-сосудистая система – при значительном увеличении показателя жесткости питьевой воды, работа сердца ухудшается, вплоть до проявления выраженной аритмии.
- Состояние кожных покровов – жёсткая вода приводит к преждевременному старению кожи. Негативное воздействие наблюдается как при приёме жидкости внутрь, так и при мытье посуды. При контакте средства для мытья посуды с жёсткой водой образуется плёнка, которая при оседании на кожу долгое время оказывает негативное влияние на верхние слои эпидермиса.
- Образование камней в почках – данное утверждение является мифом, который развенчан благодаря работе учёных. Процесс камнеобразования не зависит от качества питьевой воды. Камни в почках образуются в основном из-за нехватки кальция в организме. В результате дефицита этого элемента происходит вымывание его из костей с оседанием в мочевыводящей системе.
Смотреть видео
Всех перечисленных недугов и болезненных состояний можно избежать, если использовать многоступенчатую фильтрацию воды. Применение таких устройств не будет стоить слишком дорого, а вот лечение различных патологий может обойтись в значительные суммы денег.
Методы определения жёсткости воды
Чтобы избежать негативного влияния на здоровье жёсткой воды, а также продлить срок эксплуатации нагревающим приборам, необходимо определить примерное количество солей калия и магния растворённых в жидкости. Сделать это на вкус довольно проблематично, ведь изменения могут быть выявлены таким способом только в случае превышения определённого значения.
Чтобы определить в домашних условиях большое содержание солей калия, магния и натрия можно воспользоваться следующими методами:
- Попытаться растворить мыло в воде, если пена не образуется, то вода очень жёсткая и употреблять её не следует.
- Если в чайнике и других приборах образуется большое количество накипи в течение небольшого промежутка времени, то вода, однозначно, превышает безопасные показатели этого значения.
- С помощью индикаторных полосок можно более точно определить количество солей в жидкости, но такой метод потребует небольших финансовых расходов. Для проведения опыта достаточно опустить индикаторную полоску в воду на несколько секунд, а через минуту сравнить её цвет с имеющейся в инструкции таблицей.
Смотреть видео
Заключение
Очень важно знать какой жёсткости вода используется для питья, а так же в котлах отопления и в других водонагревательных приборах. Необходимость применения точных единиц измерения для проведения вычислений в домашних условиях не всегда обязательно.
В химической промышленности и на других высокотехничных производствах, наоборот потребуется знать количество растворённых в воде солей до миллиграмма, поэтому можно использовать любые единицы измерения этого показателя, предложенные в данной статье, чтобы определить и, при необходимости, снизить количество солей в воде.
Смотреть видео