Чистоту жидкости можно определить по запаху. Нагрейте воду до 20°C, а затем до 60°C. Если вы заметили неприятный, дурной запах, в воде присутствует сероводород.
Постоянная и временная жесткость воды
На земле нет более важного вещества для человеческого организма, чем пресная вода. Без него жизнь не могла бы существовать. Этот ресурс незаменим для промышленности, повседневной жизни и сельского хозяйства. Здоровье человека напрямую зависит от состава питьевой воды. По данным ВОЗ, 92% всех заболеваний человека вызваны использованием некачественной воды для питья и бытовых нужд. Качество содержимого источника воды характеризуется рядом различных свойств, среди которых большое значение имеет временная и постоянная жесткость воды. Жесткость воды вредит здоровью: она приводит к образованию камней в почках, высушивает кожу и вызывает зуд и перхоть, а также замедляет приготовление мясных продуктов. Бытовая техника и водонагревательные системы также страдают от избытка солей карбонатной жесткости в воде: соли образуются при приготовлении пищи, а плохо намыленные моющие средства приводят к образованию несмываемых солей.
Общее количество растворенных щелочноземельных ионов образует общую жесткость, которая состоит из временной и постоянной жесткости.
Различные соли Ca и Mg образуют различные степени твердости. В воздухе содержится достаточная концентрация CO2в достаточной концентрации в воздухе, а также растворен в природных источниках. Когда CO2 образует с водой гидрокарбонат-ионы:
Эквивалентная концентрация ионов кальция и магния образовавшихся бикарбонатных ионов составляет карбонатную жесткость воды. Временная или карбонатная жесткость воды напрямую связана с содержанием Mg(HCO3)2 и Ca(HCO3)2Постоянная жесткость воды состоит из оставшихся соединений Ca и Mg в растворе с кислотными остатками сильных азотной, сульфатной и соляной кислот и менее агрессивных фосфатной и силикатной кислот. Сумма карбонатной жесткости и некарбонатной жесткости — это общая жесткость воды. Гидрокарбонат-ионы, которые отражают карбонатную жесткость воды, буферируют и уравновешивают кислотно-основное равновесие водного раствора.
Когда соли образуются на поверхностях и нагревательных элементах бытовых приборов, вряд ли кому-то приходит в голову, что из воды в виде белой корочки уходит только временная жесткость, а постоянная остается. Почти 100 % карбонатной жесткости можно удалить, нагревая воду до 100 °C в течение более 50 минут. Это позволяет назвать его временным или устранимым. Углеводороды Mg и Ca удаляются путем осаждения MgCO3 и CaCO3.
Кипячение приводит к снижению общей жесткости воды за счет удаления временной жесткости и преобразования углеводородов в нерастворимые соединения. Постоянная жесткость воды остается неизменной. Сульфаты, хлориды, нитраты Ca и Mg остаются растворенными в водном растворе и влияют на индекс размягчения.
Как постоянная, так и временная жесткость воды важна для правильного функционирования органов и оборудования человека. На этом этапе важен баланс. Высокое содержание солей магния и кальция нарушает функции сосудов и желудочно-кишечного тракта и способствует образованию камней в почках. Слишком мягкая вода нарушает водно-солевой баланс организма.
Высокая степень жесткости воды, независимо от того, газированная она или нет, определяет пенообразование моющих средств. В жесткой воде в обычном натриевом мыле ионы Ca замещают ионы Na во время намыливания и образуют хлопья неэффективного «кальциевого мыла». И до тех пор, пока таким образом не будет удалена твердость извести, мыльный налет не начнет образовываться. На 1 ммоль/л общей жесткости теоретически требуется 310 мг мыла, чтобы смягчить воду таким образом, тогда как на практике используется до 540 мг мыла.
Высокая общая карбонатная жесткость приводит к образованию солей на стенках котлов, труб и систем отопления. Соли значительно сокращают срок службы бытовых приборов, препятствуют правильному нагреву, снижают эффективность и засоряют сантехнику. В то же время очень мягкая вода со значением жесткости менее 1,9 ммоль/л имеет более низкую щелочность. Это приводит к коррозии в системе трубопроводов. Правильный баланс между постоянной и временной жесткостью воды может защитить здоровье и продлить срок службы систем отопления и водопроводных труб.
Как рассчитать общую и карбонатную жесткость воды
Для определения количества растворенных щелочноземельных ионов в образце воды используются различные методы. Имеющийся в продаже быстрый тест на карбонатную и некарбонатную жесткость можно провести в домашних условиях. Они дают результат с ошибками, но эксперимент не требует дополнительных затрат и занимает мало времени.
Согласно стандарту ГОСТ 31954-2012, общая временная и постоянная жесткость воды определяется методом комплексометрии. В этом титриметрическом методе ионы металлов (железо, цинк, марганец, кадмий, кобальт, алюминий, свинец, медь) и некоторые органические вещества мешают определению точки эквивалентной концентрации. Ортофосфат кальция и карбонат кальция могут выпадать в осадок в условиях титрования. Если мешающее влияние не может быть устранено, твердость измеряется методом атомной спектрометрии.
Основой комплексометрии является титрование отобранного водного образца в присутствии буферного раствора, раствора аммиака, при pH = 9 и индикатора раствором Trilon B до изменения цвета индикатора. Самая низкая обнаруживаемая жесткость воды составляет 0,1 ГДж. При титровании воды с повышенной жесткостью раствором диатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты образуется комплексное соединение, связывающее ионы Ca и Mg. Когда все ионы связаны, индикатор меняет цвет. Титрование завершено.
Общая твердость в водном растворе, Jo, рассчитывается по следующему уравнению:
С2 — Молярная концентрация эквивалента ЭДТА, моль/л,
V1 — объем воды, взятой для анализа, мл,
V2 — объем раствора ЭДТА, мл,
1000 — коэффициент пересчета из моль/л в ммоль/л.
Кислотное титрование (HCL) используется для определения карбонатной жесткости воды. Метилово-оранжевый индикатор изменяет цвет при небольшом избытке кислоты в растворе. Метод основан на взаимодействии соляной кислоты с углеводородами:
Титрование проводится от 2 до 3 раз. Для расчетов используется среднее значение.
Расчет карбонатной жесткости воды производится следующим образом:
Wk = Vk — Sk — 1000 / VB,
Wk — карбонатная жесткость воды, ммоль/л эквивалент Ca 2+ и Mg 2+,
Vc — количество кислоты, израсходованной на титрование, мл,
Sk — молярная концентрация эквивалента HCl,
VB — объем пробы воды, мл.
Постоянную жесткость воды Znk можно определить, зная общую и карбонатную жесткость:
В зависимости от концентрации ионов магния и кальция в ммоль/л вода делится на различные типы жесткости:
- Крайне слабый — ниже 1,6 ммоль/л,
- Умеренный — от 1,6 до 3,9 ммоль/л,
- Умеренно жесткий — от 3,9 до 7,9 ммоль/л,
- Твердый — от 7,9 до 11,9 ммоль/л,
- Очень тяжело — выше 11,9 ммоль/л.
3. Наиболее точным методом является тест со специфической полоской. Это эффективный метод, но он требует инвестиций. Полоска погружается в тестируемую жидкость на несколько секунд и меняет цвет через одну минуту. Затем цвет соотносится с данными в таблице, приведенной в инструкции.
Что это такое и чем обусловлена?
Временная жесткость — это жесткость воды, обусловленная наличием ионов, карбонатов и бикарбонатов, таких как кальций и магний, которые могут выпадать в осадок при нагревании. Его можно удалить с помощью таких процессов, как кипячение или размягчение извести, а затем отделить воду от образовавшегося осадка.
Временная жесткость встречается очень часто и является причиной появления карбоната кальция в трубах и приборах.
Этот осадок связан с засорением труб и снижением эффективности теплообменников.
Поскольку временно жесткая вода почти всегда содержит карбонат кальция (тип CaCO3), временная жесткость называется карбонатной жесткостью.
Жесткая вода вредна для котлов, поскольку в ней откладываются соли, снижающие эффективность работы котла. Жесткую воду можно пить, но ее использование в течение длительного периода времени может привести к множеству проблем. Наиболее очевидными недостатками являются:
- Растяжение тканей при стирке, одежда выглядит более тусклой и кажется грубой,
- водонагреватели, работающие на более высокой мощности, что приводит к увеличению счетов за освещение,
- низкое давление воды в водопроводе из-за засорения труб,
- белые пятна на посуде, пятна на керамике и соли в кране.
Чем отличается от постоянной?
Дневная жесткость имеет сложный характер, поскольку ее наличие зависит от концентрации карбонатов в зависимости от их реакции с кальцием и магнием.
Предположим, что общая жесткость воды до кипячения составляет 100 частей на миллион, а после кипячения — 60 частей на миллион. Это означает, что его временная твердость составляет 40 частей на миллион. Временная твердость хороша тем, что ее можно легко удалить кипячением или осаждением известью (гидроксидом кальция). Кипячение и добавление извести — два старых метода смягчения воды с временной жесткостью.
Постоянная твердость, в отличие от временной, не удаляется кипячением. Если ваша вода содержит гипс (т.е. прошла через гипс в почве), она будет содержать кальций и сульфат.
При кипячении гипсовой воды теряется очень мало жесткости, поскольку кальций не осаждается сульфатами.
Как определить?
Когда временная твердость выпадает в осадок, она в основном представляет собой карбонат кальция. При кипячении бикарбонаты превращаются в карбонаты, которые затем связываются с кальцием. Поскольку карбонат кальция практически нерастворим, он выпадает в осадок и удаляет из воды как кальций, так и карбонаты. Поскольку карбонаты по своей природе являются щелочами, одновременно уменьшается щелочность воды.
Определить интенсивность временной жесткости сложно, поскольку она основана на концентрации щелочных ионов по отношению к их реакции с кальцием.
Жесткость воды может быть удалена путем замораживания или дистилляции. Однако в этом случае получается дистиллированная вода, которая не подходит для питья, так как вымывает из организма полезные минералы, но которая используется во многих промышленных процессах.
Вода должна иметь оптимальную степень жесткости, так как полное отсутствие солей вредно для человеческого организма. Низкое содержание карбонатов в воде, например, приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям.
Что касается емкостей, в которых нагревается вода, то мягкая вода способствует коррозии. По этой причине после эксплуатации систем с мягкой водой в отопительной промышленности поверхности дополнительно обрабатываются раствором, содержащим вещества, замедляющие этот процесс.
Поэтому вода, независимо от того, из какого источника вы ее получаете, имеет определенное значение жесткости, а в идеале — среднее, потому что как избыток солей, так и их недостаток приводят к определенным последствиям.
Сегодня определить жесткость воды не составляет труда. Вы можете приобрести специальное оборудование для проверки жесткости воды как дома, так и на работе. Лучший вариант — прибор TDS-3, на рынке можно найти под разными торговыми марками.
Для определения жесткости воды можно использовать еще один прибор — электролит. Это довольно недорогое устройство.
Электролит не способен определить жесткость воды в цифрах, но окрашивает жидкость в зависимости от содержания солей. После электролиза по цвету воды можно определить, с какими примесями вы имеете дело.
Вы можете сделать такое устройство самостоятельно, используя
Нержавеющая сталь, размер 50 x 50 см,
пластиковый контейнер объемом полтора литра,
фильтр для воды,
обратный клапан для воды.
Основой для будущего устройства послужит лист нержавеющей стали, в идеале AISI 316L, если импортная, и 03Х16Н15М3, если отечественная.
Теперь нержавеющую сталь нужно разметить и разрезать на 16 равных квадратов, в каждом из которых вырезать один угол и противоположный угол отверстия, что пригодится позже. Принцип действия электролита заключается в передаче электричества от пластины с одним зарядом к пластине с противоположным зарядом, расщепляя воду на кислород и водород.
Чтобы создать хороший ток, пластины соединяются поочередно: сначала положительный заряд, затем отрицательный, потом снова положительный и так далее. Для изоляции используется труба, из которой необходимо вырезать кольцо и сделать полосу толщиной 1 мм.
Шайбы нужны для сборки пластин: одна шайба накручивается на болт, затем одна пластина и три шайбы, затем еще одна пластина и так далее. В каждом грузе должно быть восемь пластин. Все это необходимо делать с большой осторожностью, чтобы кусочки пластины не соприкасались с электродами.
Как определить жесткость воды с помощью мыла
Этот метод был описан И. Шереметьевым. Он основан на сложности намыливания мыла для стиральной машины в жесткой воде. Мыльный налет образуется, когда мыло связывает избыток солей кальция и магния.
Жесткость воды можно определить следующим образом: Возьмите 1 г стирального мыла, измельчите его и постепенно растворите в небольшом количестве горячей дистиллированной воды без образования пены.
Полученный раствор переливается в цилиндрический стакан, который теперь должен быть заполнен дистиллированной водой на высоту 6 см для процентного содержания мыла 60 % или 7 см для процентного содержания мыла 72 % (этот процент указан на самом бруске мыла). На каждый сантиметр раствора приходится количество мыла, способного связать соли жесткости, т.е. 1dH на 1 литр воды. Теперь возьмите литровый сосуд и заполните его наполовину водой, жесткость которой вы хотите определить. Постоянно помешивая, постепенно вливайте приготовленный раствор. Сначала видны только темные хлопья, затем появляются цветные пузырьки. Если образуется плотная белая пена, это означает, что все соли жесткости связаны в исследуемой воде. Теперь посчитайте, сколько сантиметров приготовленного раствора мы влили — каждый сантиметр связал количество солей в половине литра воды, что соответствует 2°dH, т.е. если для получения пены нужно было добавить 4 см мыльного раствора, то жесткость исследуемой воды соответствует 8°dH.
Если раствор готов, но пена не образуется, жесткость воды превышает 12°dH. Чтобы определить требуемое значение, повторите тест, но дважды разбавьте воду для теста дистиллированной водой. Результат второго теста нужно умножить на два и получить значение жесткости воды.
Типичные чашки обычно имеют примерно следующие параметры: Объем — 200-250 мл, высота — 10 см, диаметр дна — 55 мм или более, диаметр верха — 73 мм. Таким образом, его средний диаметр составляет около 63 мм. С помощью цилиндрического стакана диаметром около 6 см можно более точно определить жесткость воды. Конечно, можно использовать и коническую чашку, но тогда погрешность будет больше. Следует отметить, что абсолютной точности от этого метода ожидать не стоит, но точности в 1-2 °dH вполне достаточно для определения состояния воды. Эта погрешность в основном обусловлена разницей между верхним и нижним диаметрами контейнера, в котором находится мыльный раствор, а также зависит от качества мыла, дистиллированной воды и вашего опыта проведения данного анализа.
Этот метод очень прост и позволяет самостоятельно определить жесткость воды, поэтому такая небольшая погрешность в определении этого значения не должна удерживать вас от его использования.
Как еще определить жесткость воды в домашних условиях
На самом деле, определить жесткость воды несложно. Если вам нужны точные данные, вы всегда можете отправить образец в лабораторию для анализа. Лучшим способом определения жесткости воды является ее тестирование с помощью реактива Trilon B. Также можно получить быстрые результаты с помощью специального оборудования, которое стоит не менее 10-15 у.е. Это не такая уж большая сумма, если вам приходится часто контролировать ее в домашних условиях.
Если у вас нет такого прибора, но вам необходимо срочно определить жесткость воды, вы можете воспользоваться следующим методом. Просто возьмите брусок мыла и умойте им лицо — если пены нет и кожа сохнет, а на душевой лейке или чайнике остается налет, значит, вода жесткая. Если верно обратное, то вода мягкая или умеренно жесткая.
На самом деле, существует множество других методов, которые можно использовать для определения величины твердости:
Самый доступный метод — определить качество воды по ее внешнему виду и вкусу. В идеале она должна быть чистой, без осадка и запахов.
Чтобы определить, насколько прозрачна вода, налейте ее в прозрачный стакан на расстоянии 20 см и поместите его на лист бумаги с текстом. Если текст можно прочитать сквозь воду, это прекрасно.
Цвет воды можно определить аналогичным образом, но для этого необходимо налить 100 мл воды в стакан и поместить его на белую бумагу. Если вода содержит органический компонент, жидкость будет темнее.
Чистоту жидкости можно определить по запаху. Нагрейте воду до 20°C, а затем до 60°C. Если вы заметили неприятный, дурной запах, в воде присутствует сероводород.
Вы также можете распознать определенные свойства по вкусу. Слейте воду в чистую емкость, кипятите ее в течение пяти минут, затем дайте ей остыть до 20-25°C и попробуйте на вкус. Сладкий вкус указывает на гипс, горький — на соли магния, а горький — на соли железа. Неприятный привкус появляется из-за наличия в воде растительных или животных организмов. Выявить наличие твердых примесей можно путем фильтрации воды, но при этом воде необходимо дать отстояться в течение некоторого времени.
Попробуйте налить воду в стакан или зеркало. После того как жидкость испарится, осмотрите поверхность: если она остается чистой, вода также чистая. Наличие пятен — явный признак плохого качества воды. Внимательно осмотрите аквариум; если у вас есть аквариум, его обитатели обычно очень чувствительны к качеству воды.
Вышеперечисленные методы не могут точно определить жесткость и качество воды, поэтому лучше всего обратиться к эксперту.
Необходимо проверить жесткость воды в вашей квартире или доме — от многих факторов зависит, сколько магния и кальция вы потребляете.
Вы тратите много денег на тесты, но точно знаете, насколько эффективен купленный вами фильтр.
Существует множество российских компаний, разрабатывающих системы очистки воды. Если вы полагаетесь только на себя, трудно выбрать правильный фильтр. Самостоятельное строительство домашней системы очистки сточных вод, даже если вы предварительно провели небольшое исследование, не является достаточно эффективным методом очистки.
Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предлагает полный пакет услуг: консультацию специалиста, анализ колодезной или скважинной воды, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания также предлагала сервисное обслуживание фильтров.
Временная жесткость воды характеризуется наличием положительно заряженных ионов кальция, магния и железа, бикарбонатных и гидрокарбонатных анионов (II). Его можно определить следующим образом: При нагревании этой воды бикарбонаты разлагаются, но образуются нерастворимые осадки карбонатов, воды и углекислого газа.
В чем измеряется жесткость воды?
Степень жесткости определяется наличием в воде ионов кальция и магния в определенном количестве. Согласно международной системе единиц, твердость измеряется в молекулах на кубический метр. В нашей стране единицами измерения жесткости являются степень жесткости (ºH) и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). 1 мг-экв/л означает, что в 1 литре воды содержится 20,04 мг кальция и 12,16 мг магния. 1ºC = 1 мг-экв/л.
Вода классифицируется в зависимости от содержания в ней солей:
- очень мягкий — до 1,5 мг-экв/л,
- 1,5 — 4 мг-экв/л,
- Средняя твердость — 4-8 мг-экв/л,
- Твердый — 8-12 мг-экв/л,
- Очень твердый — более 12 мг-экв/л.
Оптимальный уровень жесткости для различных видов использования воды должен составлять 1-2 мг/экв/л. Водопроводная вода может иметь уровень жесткости от 1,5 до 5 мг/экв/л, что обычно не требует специальных мер для ее коррекции. Самая жесткая вода обычно находится в индивидуальных колодцах. Эта вода должна подвергаться интенсивной очистке и смягчению. Согласно санитарным нормам, жесткость питьевой воды из центрального водопровода не должна превышать 7 мг-экв/л.
Как быстро и качественно определить уровень жесткости воды?
Чтобы точно узнать, насколько качественна вода из вашего крана, лучше всего отнести образец на анализ в специализированную лабораторию. В АНО «Испытательный центр «НОРТЕСТ» вы можете заказать анализ воды из любого источника. Наши специалисты исследуют воду на качественные и количественные элементы и определяют концентрацию солей жесткости, железа, нитратов и других опасных веществ, которые могут присутствовать в питьевой воде. При выборе фильтрующей системы для дачи стоит заказать тест на жесткость воды.
Как примерно оценить уровень жесткости воды?
Чтобы получить представление о жесткости воды, можно обратиться к статистике, которая указывает среднюю жесткость воды в данной местности. Такой выбор можно сделать как для городского водоснабжения, так и для индивидуальных скважин, где необходимо учитывать глубину.
Городская водопроводная вода обычно имеет уровень жесткости до 7 мг экв/л. При превышении этого значения соли быстро засоряют трубы горячего водоснабжения. Этот способ определения степени жесткости очень прост, но неточен, поскольку в городах могут быть разные источники воды, а вода из скважины может сильно отличаться в разных домах.
