Жёсткость воды, ее определение и устранение

Жёсткость воды, ее определение и устранение

В природе вода, прежде чем попасть в колодец или водопроводную сеть, просачивается сквозь почву и насыщается в ней растворимыми и малорастворимыми солями-минералами. Природные воды содержат сульфаты и гидрокарбонаты металлов, главным образом кальция (Са2+) и магния (М§2+). Кроме указанных, к солям жесткости относят также соли стронция (8Г+), цинка (2П2+) и др. В поверхностных и грунтовых природных водах из перечисленных катионов в заметных концентрациях присутствуют практически исключительно кальций и магний. Величина жесткости воды может варьироваться в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года, погодных условий.

Суммарная жесткость воды, т.е. общее содержание растворимых солей кальция и магния, получила название «общей жесткости».

Для хозяйственно-бытовых нужд требуется мягкая вода или вода с очень незначительной жесткостью, т.к. при кипячении жесткой воды образуется накипь, в ней плохо развариваются продукты. К тому же жесткая вода вызывает образование камней в почках, печени, желчном пузыре, нарушает кальциевый баланс в организме, что приводит к заболеваниям костей, крови. При стирке тканей в жесткой воде образуются нерастворимые соединения (стеараты кальция), которые осаждаются на поверхности нитей и постепенно разрушают волокна

Жесткость воды - одно из важнейших свойств, имеющее большое значение при водопользовании. Если в воде находятся ионы металлов, образующие с мылом нерастворимые соли жирных кислот, то в такой воде затрудняется образование пены при стирке белья или мытье рук, в результате чего возникает ощущение жесткости. Жесткость воды пагубно сказывается на трубопроводах при использовании воды в тепловых сетях, приводя к образованию накипи. По этой причине в воду приходится добавлять специальные «смягчающие» химикаты. Например, при питании паровых котлов жесткой водой образуется накипь, которая затрудняет нагревание воды, вызывает увеличение расхода топлива, ускоряет изнашивание стенок котла.

Общая жесткость воды в озерах и реках тундры, например, составляет 0,1-0,2 ммоль/л, а в морях, океанах, подземных водах достигает 80-100 ммоль/л и даже больше (Мертвое море). Жесткость, обусловленная хлоридами или сульфатами, называется постоянной, т.к. эти соли устойчивы при кипячении воды

Различают:

временную, или карбонатную, жесткость, обусловленную присутствием в воде гидрокарбонатов. Она устраняется кипячением;

постоянную, или некарбонатную, жесткость, обусловленную присутствием в воде всех прочих солей магния и кальция. Она устраняется добавлением соды, фосфатов натрия и др. химикатов.

В природных условиях приведенная выше реакция обратима, однако при выходе на поверхность подземных (грунтовых) вод, обладающих значительной временной жесткостью, равновесие сдвигается в сторону образования СО2, который удаляется в атмосферу. Этот процесс приводит к разложению гидрокарбонатов и выпадению в осадок СаСО3 и МдСО3. Таким путем образуются разновидности карбонатных пород, называемые известковыми туфами

В присутствии растворенного в воде углекислого газа протекает и обратная реакция. Так происходит растворение, или вымывание, карбонатных пород в природных условиях, что является причиной карстовых явлений.