Про жорсткості води
Ми навчилися вибирати корисну питну воду, і зовсім забули, що для вирішення побутових завдань нам також необхідна якісна вода. Як правило, вона жорстка. Що це означає?
Особливості теплових властивостей води
Вода - одне з найбільш унікальних і загадкових речовин на Землі. Природа води до кінця ще не зрозуміла. Зовні вода здається досить простий, в зв'язку з чим довгий час вважався неподільним елементом. Тільки в 1766 Р. Кавендіш (Англія) і потім в 1783 році А. Лавуазьє (Франція) показали, що вода не простий хімічний елемент, а сполука водню і кисню в певній пропорції. Після цього відкриття хімічний елемент, що позначається як Н, отримав назву «водень» (Hydrogen - від грец . Hydro genes), яке можна витлумачити як «породжує воду».
Подальші дослідження показали, що за простій хімічною формулою Н2О ховається речовина, що володіє унікальною структурою і не менш унікальними властивостями. Практично всі аномальні властивості води, а багато з них не підкоряються логіці тих законів фізики, які управляють іншими речовинами.
Перша особливість води: вода - єдина речовина на Землі (крім ртуті), для якого залежність питомої теплоємності від температури має мінімум.
Так як питома теплоємність води має мінімум близько 37 º С, нормальна температура людського тіла, що складається на дві третини з води, знаходиться в діапазоні температур 36-38 º С. Друга особливість води: теплоємність води аномально висока. Щоб нагріти певну її кількість на один градус, необхідно затратити більше енергії, ніж при нагріванні інших рідин. З цього випливає унікальна здатність води зберігати тепло. Третя особливість: вода володіє високою питомою теплотою плавлення, тобто воду дуже важко заморозити, а лід - розтопити. Завдяки цьому клімат на Землі в цілому досить стабільний і м'який.
Для гасіння пожеж, поливання городу, прибирання вулиць і тротуарів жорсткість води не має принципового значення. Але при прийнятті ванни, миття посуду, прання, для посудомийної машини жорстка вода набагато менш ефективна, ніж м'яка. Чому? • при використанні м'якої води витрачається в 2 рази менше миючих засобів; • жорстка вода, взаємодіючи з милом, утворює " мильні шлаки ", які не змиваються водою і залишають розлучення на посуді і поверхні сантехніки; • в багатьох промислових процесах солі жорсткості можуть вступити в хімічну реакцію, утворивши небажані проміжні продукти. Жорстка вода утворює накип на стінках нагрівальних котлів, батареях, чим суттєво погіршує їх теплотехнічні характеристики. Накип є причиною 90 % відмов водогрійного обладнання. Тому до води, що піддається нагріванню в котлах, бойлерах і т.п. пред'являються більш високі вимоги по жорсткості. Тонкий шар накипу на гріючій поверхні зовсім не нешкідливий, так як тривалість нагрівання через шар накипу, що володіє малою теплопровідністю, поступово зростає, дно прогорає все швидше і швидше - адже метал охолоджується з кожним разом все повільніше і повільніше, довго знаходиться в прогрітому стані. Зрештою, може статися так, що дно посудини не витримає і почне протікати. Цей факт дуже небезпечний у промисловості, де існують парові котли.
Жорстка вода мало придатна для прання. Накип на нагрівачах пральних машин виводить їх з ладу, вона погіршує також і миючі властивості мила. Катіони Ca 2 + і Mg 2 + реагують з жирними кислотами мила, утворюючи малорозчинні солі, які створюють плівки і опади, знижуючи якість прання і підвищуючи витрата миючого засобу. При пранні тканин жорсткою водою утворюються нерозчинні сполуки, що осідають на поверхні ниток і поступово руйнують волокна.
Класифікація по жорсткості води
Одиниці виміру жорсткості води Мілліграм на літр, мг / л Мілліграм еквівалент літр, м-екв / л
М'які < 17, 1 мг / л < 0,35 мг-екв / л
Середньої жорсткості 60-120 мг / л 1,2-2,4 мг-екв / л
Жорстка 120-0180 мг / л 2,4-3,6 мг-екв / л
Дуже жорстка > 180 мг / л > 3,6 мг-екв / л
Методи усунення твердості води
Для боротьби з постійною жорсткістю води використовують такий метод, як виморожування льоду. Необхідно поступово заморожувати воду. Коли залишиться приблизно 10 % рідини від початкового кількості, необхідно злити незамерзаючу воду, а лід розтопити. Всі солі, які утворюють жорсткість, залишаються в незамерзлої води. Ще один спосіб боротьби з постійною жорсткістю - перегонка, тобто випарювання води з подальшою її конденсацією. Так як солі відносяться до нелетучою сполук, то вони залишаються, а вода випаровується. Також, щоб позбутися від постійної жорсткості, можна до води додати соду.
Але такі методи, як заморожування і перегонка, придатні тільки для пом'якшення невеликої кількості води. Тому для усунення жорсткості, наприклад, у промисловості застосовується сучасний метод - катіонний. Цей спосіб заснований на застосуванні спеціальних реагентів - катіонітів, які завантажуються у фільтри і при пропусканні через них води, замінюють катіони кальцію і магнію на катіон натрію. Катіоніти - синтетичні іонообмінні смоли і алюмосилікати.
Ефективним способом боротьби з високою жорсткістю вважається застосування автоматичних фільтрів-пом'якшувачів. В основі їх роботи лежить іонообмінний процес, при якому розчинені у воді "жорсткі" солі замінюються на "м'які", які не утворюють твердих відкладень.
Прання у жорсткій воді
При взаємодії солей жорсткості з миючими речовинами (мило, пральні порошки, шампуні) може відбуватися утворення нерозчинних "мильних шлаків" у вигляді піни. Така піна після висихання залишається у вигляді нальоту на сантехніці, білизна, людській шкірі, на волоссі. При цьому руйнується природна жирова плівка, якою завжди покриті здорові волосся і нормальна шкіра, забиваються пори, з'являються сухість, лущення, лупа. Не дарма косметологи рекомендують використовувати для вмивання дуже м'яку дощову або талу воду. "Мильні шлаки" у вигляді піни, висихаючи, залишається на сантехніці, білизна і т. д. В результаті, тканина стає грубою і нееластичною, вона перестає пропускати повітря і вологу. Псується і зовнішній вигляд виробу: тканина набуває сіро - жовтий відтінок, блякнуть фарби малюнка. "Вапняне мило", оседающее на тканинах позбавляє її міцності. Разом з тим, необхідно згадати про те, що м'яка вода з жорсткістю менше 2 мг - екв / л має низьку буферну ємність ( лужність ) і може, в залежності від рівня рН і ряду інших факторів, надавати підвищений корозійний вплив на водопровідні труби. Тому, в ряді застосувань (особливо в теплотехніці ) іноді доводиться проводити спеціальну обробку води з метою досягнення оптимального співвідношення між жорсткістю води і її корозійною активністю.
Таблиця жорсткості води по регіонах
Найменування міста Тип води
Вінниця у/ж залізо,органіка,хлор
Дніпропетровськ невисока жорсткість
Донецьк дуже жорстка вода, хлор
Житомир у/ж залізо, органіка, хлор
Запоріжжя солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Івано-Франківськ дуже жорстка вода, хлор
Київ (область) солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Кіровоград солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Луганськ дуже жорстка вода, хлор
Луцьк дуже жорстка вода, хлор
Львів дуже жорстка вода, хлор
Миколаїв солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Одеса солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Полтава невисока жорсткість
Рівне у/ж залізо, органіка, хлор
Севастополь солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Сімферополь солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Суми дуже жорстка вода, хлор
Тернопіль дуже жорстка вода, хлор
Ужгород невисока жорсткість
Харків дуже жорстка вода, хлор
Херсон солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Хмельницький у/ж залізо, органіка ,хлор
Черкаси солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Чернігів невисока жорсткість
Чернівці дуже жорстка вода,хлор
Особливості теплових властивостей води
Вода - одне з найбільш унікальних і загадкових речовин на Землі. Природа води до кінця ще не зрозуміла. Зовні вода здається досить простий, в зв'язку з чим довгий час вважався неподільним елементом. Тільки в 1766 Р. Кавендіш (Англія) і потім в 1783 році А. Лавуазьє (Франція) показали, що вода не простий хімічний елемент, а сполука водню і кисню в певній пропорції. Після цього відкриття хімічний елемент, що позначається як Н, отримав назву «водень» (Hydrogen - від грец . Hydro genes), яке можна витлумачити як «породжує воду».
Подальші дослідження показали, що за простій хімічною формулою Н2О ховається речовина, що володіє унікальною структурою і не менш унікальними властивостями. Практично всі аномальні властивості води, а багато з них не підкоряються логіці тих законів фізики, які управляють іншими речовинами.
Перша особливість води: вода - єдина речовина на Землі (крім ртуті), для якого залежність питомої теплоємності від температури має мінімум.
Так як питома теплоємність води має мінімум близько 37 º С, нормальна температура людського тіла, що складається на дві третини з води, знаходиться в діапазоні температур 36-38 º С. Друга особливість води: теплоємність води аномально висока. Щоб нагріти певну її кількість на один градус, необхідно затратити більше енергії, ніж при нагріванні інших рідин. З цього випливає унікальна здатність води зберігати тепло. Третя особливість: вода володіє високою питомою теплотою плавлення, тобто воду дуже важко заморозити, а лід - розтопити. Завдяки цьому клімат на Землі в цілому досить стабільний і м'який.
Для гасіння пожеж, поливання городу, прибирання вулиць і тротуарів жорсткість води не має принципового значення. Але при прийнятті ванни, миття посуду, прання, для посудомийної машини жорстка вода набагато менш ефективна, ніж м'яка. Чому? • при використанні м'якої води витрачається в 2 рази менше миючих засобів; • жорстка вода, взаємодіючи з милом, утворює " мильні шлаки ", які не змиваються водою і залишають розлучення на посуді і поверхні сантехніки; • в багатьох промислових процесах солі жорсткості можуть вступити в хімічну реакцію, утворивши небажані проміжні продукти. Жорстка вода утворює накип на стінках нагрівальних котлів, батареях, чим суттєво погіршує їх теплотехнічні характеристики. Накип є причиною 90 % відмов водогрійного обладнання. Тому до води, що піддається нагріванню в котлах, бойлерах і т.п. пред'являються більш високі вимоги по жорсткості. Тонкий шар накипу на гріючій поверхні зовсім не нешкідливий, так як тривалість нагрівання через шар накипу, що володіє малою теплопровідністю, поступово зростає, дно прогорає все швидше і швидше - адже метал охолоджується з кожним разом все повільніше і повільніше, довго знаходиться в прогрітому стані. Зрештою, може статися так, що дно посудини не витримає і почне протікати. Цей факт дуже небезпечний у промисловості, де існують парові котли.
Жорстка вода мало придатна для прання. Накип на нагрівачах пральних машин виводить їх з ладу, вона погіршує також і миючі властивості мила. Катіони Ca 2 + і Mg 2 + реагують з жирними кислотами мила, утворюючи малорозчинні солі, які створюють плівки і опади, знижуючи якість прання і підвищуючи витрата миючого засобу. При пранні тканин жорсткою водою утворюються нерозчинні сполуки, що осідають на поверхні ниток і поступово руйнують волокна.
Класифікація по жорсткості води
Одиниці виміру жорсткості води Мілліграм на літр, мг / л Мілліграм еквівалент літр, м-екв / л
М'які < 17, 1 мг / л < 0,35 мг-екв / л
Середньої жорсткості 60-120 мг / л 1,2-2,4 мг-екв / л
Жорстка 120-0180 мг / л 2,4-3,6 мг-екв / л
Дуже жорстка > 180 мг / л > 3,6 мг-екв / л
Методи усунення твердості води
Для боротьби з постійною жорсткістю води використовують такий метод, як виморожування льоду. Необхідно поступово заморожувати воду. Коли залишиться приблизно 10 % рідини від початкового кількості, необхідно злити незамерзаючу воду, а лід розтопити. Всі солі, які утворюють жорсткість, залишаються в незамерзлої води. Ще один спосіб боротьби з постійною жорсткістю - перегонка, тобто випарювання води з подальшою її конденсацією. Так як солі відносяться до нелетучою сполук, то вони залишаються, а вода випаровується. Також, щоб позбутися від постійної жорсткості, можна до води додати соду.
Але такі методи, як заморожування і перегонка, придатні тільки для пом'якшення невеликої кількості води. Тому для усунення жорсткості, наприклад, у промисловості застосовується сучасний метод - катіонний. Цей спосіб заснований на застосуванні спеціальних реагентів - катіонітів, які завантажуються у фільтри і при пропусканні через них води, замінюють катіони кальцію і магнію на катіон натрію. Катіоніти - синтетичні іонообмінні смоли і алюмосилікати.
Ефективним способом боротьби з високою жорсткістю вважається застосування автоматичних фільтрів-пом'якшувачів. В основі їх роботи лежить іонообмінний процес, при якому розчинені у воді "жорсткі" солі замінюються на "м'які", які не утворюють твердих відкладень.
Прання у жорсткій воді
При взаємодії солей жорсткості з миючими речовинами (мило, пральні порошки, шампуні) може відбуватися утворення нерозчинних "мильних шлаків" у вигляді піни. Така піна після висихання залишається у вигляді нальоту на сантехніці, білизна, людській шкірі, на волоссі. При цьому руйнується природна жирова плівка, якою завжди покриті здорові волосся і нормальна шкіра, забиваються пори, з'являються сухість, лущення, лупа. Не дарма косметологи рекомендують використовувати для вмивання дуже м'яку дощову або талу воду. "Мильні шлаки" у вигляді піни, висихаючи, залишається на сантехніці, білизна і т. д. В результаті, тканина стає грубою і нееластичною, вона перестає пропускати повітря і вологу. Псується і зовнішній вигляд виробу: тканина набуває сіро - жовтий відтінок, блякнуть фарби малюнка. "Вапняне мило", оседающее на тканинах позбавляє її міцності. Разом з тим, необхідно згадати про те, що м'яка вода з жорсткістю менше 2 мг - екв / л має низьку буферну ємність ( лужність ) і може, в залежності від рівня рН і ряду інших факторів, надавати підвищений корозійний вплив на водопровідні труби. Тому, в ряді застосувань (особливо в теплотехніці ) іноді доводиться проводити спеціальну обробку води з метою досягнення оптимального співвідношення між жорсткістю води і її корозійною активністю.
Таблиця жорсткості води по регіонах
Найменування міста Тип води
Вінниця у/ж залізо,органіка,хлор
Дніпропетровськ невисока жорсткість
Донецьк дуже жорстка вода, хлор
Житомир у/ж залізо, органіка, хлор
Запоріжжя солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Івано-Франківськ дуже жорстка вода, хлор
Київ (область) солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Кіровоград солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Луганськ дуже жорстка вода, хлор
Луцьк дуже жорстка вода, хлор
Львів дуже жорстка вода, хлор
Миколаїв солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Одеса солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Полтава невисока жорсткість
Рівне у/ж залізо, органіка, хлор
Севастополь солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Сімферополь солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Суми дуже жорстка вода, хлор
Тернопіль дуже жорстка вода, хлор
Ужгород невисока жорсткість
Харків дуже жорстка вода, хлор
Херсон солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Хмельницький у/ж залізо, органіка ,хлор
Черкаси солона вода+у/ж залізо, органіка, хлор
Чернігів невисока жорсткість
Чернівці дуже жорстка вода,хлор
Інші статті
