В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема очистки, или правильнее сказать подготовки воды. Причем не только воды для питья и приготовления пищи, но и той, которая используется в быту - для стирки, мытья посуды и т.д. Существует проблема, общая как для домов с автономной системой водоснабжения, так и для городских квартир. Имя этой проблемы - жесткость воды. И если на качество питьевой воды жесткость хоть и влияет, но не столь сильно, то для современной бытовой техники, автономных систем горячего водоснабжения и отопления, новейших образцов сантехники необходимость борьбы с жесткостью крайне актуальна.
Жёсткая вода - достаточно интересный термин. Что же он обозначает? От чего зависит? Давайте разберёмся - ведь эти данные действительно могут пригодиться, причём во многих областях: от стирки и мытья посуды, до чистоты в доме, экономии на электроэнергии и газе и многих других.
Итак, вы наливаете воду в чайник, кипятите и так раз пятьдесят. Что образуется на стенке чайника? Образуется накипь. Такой себе прочный налёт, который можно соскребать ножом (с большим трудом) .
Видели ли вы на упаковках для стиральных порошков надписи: если вода меньше 20 d, то сыпать 1 мерную ложечку; если вода больше 20 d, то полторы-две. Вот эти 20 d - единицы измерения жёсткости воды. Во многих городских квартирах этот показатель выше, чем 20 d. Соответственно, расход порошка в 1,5-2 раза выше, чем в мягкой воде. Кстати, для очень мягкой воды порошка требуется в десятки раз меньше, чем обычно. Чем не экономия?
Единицы измерения
Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Рекомендованная единица СИ для измерения концентрации — моль на кубический метр (моль/м³), однако, на практике для измерения жёсткости чаще используется миллимоль на литр (ммоль/л).
В России для измерения жёсткости чаще используется нормальная концентрация ионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность).
Иногда указывают концентрацию, отнесённую к единице массы, а не объёма, особенно, если температура воды может изменяться или если вода может содержать пар, что приводит к существенным изменениям плотности
В разных странах использовались (иногда используются до сих пор) различные внесистемные единицы —
В СССР до 1952 года использовали градусы жёсткости, совпадавшие с немецкими. С 1 января 2005 года в России введен ГОСТ Р 52029-2003 Вода[1]. По новому ГОСТу жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм3 (г/м3).
По величине общей жёсткости различают воду мягкую (до 2 мг-экв/л), средней жёсткости (2-10 мг-экв/л) и жёсткую (более 10 мг-экв/л).
Ну, и, в конце концов, иногда, когда вы пьёте хорошую воду из хорошего родника или из глубокой скважины, то она кажется намного вкуснее, чем обычная водопроводная. Почему? Потому что в ней мало солей, в частности - низкая жёсткость воды.
Жёсткость воды - достаточно вредная штука. Что же это такое?
Жёсткость воды - это растворённые в воде соли кальция и магния. Соли кальция, магния и карбонаты (соли уклекислого газа) при нагревании выпадают в осадок и образуют накипь. Или, другими словами, соли кальция, магния и карбонаты образуют при нагревании новое химическое соединение - мел. Мел, известняк, мрамор, накипь - это по сути одно и то же вещество, карбонаты кальция и магния, в различном состоянии. Из за того, что соли кальция и магния обуславливают жёсткость воды, они называются солями жёсткости. А поскольку карбонаты кальция и магния выпадают в осадок при нагревании, вода становится менее жёсткой (и более мягкой), а карбонаты кальция и магния называются временной жёсткостью. Временной - потому что она удаляется кипячением. Кстати, один из способов умягчения воды - это нагрев до определённой температуры. Кстати, другие технологии умягчения воды направлены главным образом на удаление именно временной жёсткости как наиболее опасного явления.
Однако, разнообразие солей жёсткости на этом не заканчивается. Существует ещё одна группа солей жёсткости - которые при нагревании не образуют осадок, накипь. Поэтому (потому что они не выпадают в осадок при нагревании), эти соли образуют группу постоянной жёсткости.
Для бытовых приборов, труб, чайников, форсунок душей кранов и т.д. опасность представляет только временная жёсткость. То есть, карбонаты кальция и магния. Почему? Потому что эти приборы имеют дело с горячей водой - и при наличии солей временной жёсткости выпадают в осадок, образуя корку накипи. Из-за которой впоследствии возникают многочисленные проблемы.
