Жесткость воды. Химия жесткости. Жесткость общая
Жесткость – определенные свойства воды, обусловленные концентрацией растворимых солей (ионов) кальция и магния.
Жесткость связывают прежде всего с катионами (положительными ионами) кальция (Са2+) и магния (Mg2+). На самом деле, все двухвалентные положительные ионы (например, металлы) в разной степени оказывают влияние на жесткость воды. Взаимодействуя с анионами, они образуют химические соединения, способные выпадать в осадок (соли жесткости). К примеру, одновалентные катионы (Na+), не обладают способностью к таким реакциям.
В таблице представлены основные катионы, обуславливающие жесткость, и соответствующие им анионы:
Однако практически стронций, железо и марганец не оказывают значимого влияния на величину жесткости, поэтому ими можно пренебречь. Алюминий (Al3+) и железо в трехвалентной форме (Fe3+) также способны увеличить жесткость, однако при уровнях кислотности рН природных вод они практически нерастворимы, а значит, их влияние мало. Также можно не учитывать и “вклад” бария (Ва2+).
Виды жесткости
Можно выделить следующие виды жесткости:
Общая жесткость. Обусловлена суммарным содержанием катионов кальция и магния. Является суммой двух других видов жесткости: карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной).
Карбонатная жесткость. Характеризуется наличием карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния при уровне кислотности рН>8.3. Такая жесткость устраняется при нагреве и кипячении воды, а потому носит название временной. Нагревание воды вызывает распад гидрокарбонатов на угольную кислоту и осадок в виде карбоната кальция или гидроксида магния.
Некарбонатная жесткость. Определяется наличием солей сильных кислот на основе кальция и магния (серной, азотной, соляной). Такой тип жесткости называется постоянным, так как не устраняется при кипячении.
Единицы измерения
Существует несколько единиц измерения жесткости, которые можно перевести друг в друга. Так, в России в основном применяется единица моль на кубический метр (моль/м3), которая идентична значению мг-экв/л. Также в мировой практике получили распространение такие единицы измерения жесткости: американский градус, ppm CaCO3, французский градус (fo), немецкий градус (do, dH). В таблице показано соотношения этих единиц между собой:
