Формула жесткость воды: Как определить жесткость в воде и ее норма

Калькулятор жесткости воды — Мосводоканал

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов жителями города Москвы является вопрос о величине жесткости питьевой воды. Это обусловлено широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

Узнать значение жесткости воды по своему адресу вы можете с помощью нашего электронного сервиса «Качество воды в районах Москвы».

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения. Поэтому для удобства жителей создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Все, что вы хотели знать про жесткость московской воды

Жесткостью называют совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей, главным образом, кальция и магния, так называемых «солей жесткости». Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь на бытовых кухонных приборах.

Жесткость воды является характеристикой конкретного источника водоснабжения и не изменяется в процессе подготовки питьевой воды.

Согласно ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единицы жесткости», единица измерения жесткости – градус жесткости (^оЖ), величина которого соответствует 1 мг-экв./л. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения человек получает магний и кальций в достаточном количестве при условии потребления воды жесткостью примерно 5ºЖ.

Московская водопроводная вода не нуждается в дополнительном умягчении, поскольку ее жесткость находится именно в этих пределах. Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента, поступающих в организм человека из воды.

Нормативные требования и рекомендации

Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды: кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается. Московская питьевая вода по данным показателям соответствует рекомендациям ВОЗ.

Российские нормативные документы (СанПиН 1.2.3685-21, СанПиН 2.1.3684-21) для питьевой воды регламентируют: кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.

Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02): кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

По содержанию кальция и магния бутилированная вода высшей категории ничем не лучше воды из-под крана!

В целом московская вода централизованной системы питьевого водоснабжения относится к водам средней жесткости и по фактическим значениям соответствует показателю физиологической полноценности, установленного для бутилированных вод высшей категории качества. Вода не содержит вредных для здоровья человека соединений и безопасна для потребления.

Изменяется ли жесткость воды в течение года?

Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды.

Основой водоснабжения Москвы являются в поверхностные воды — водные ресурсы рек и водохранилищ. Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные, в частности из артезианских источников.

Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Во всех районах города Москвы ее минимальные и максимальные значения колеблются от 1,9 до 5-5,7 градусов жесткости в зависимости от времени года. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.

Можно ли пить жесткую воду?

Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента для организма человека. А питьевая вода является одним из ценных источников, поскольку обусловливающие жесткость воды соли кальция и магния в значительной мере поступают в наш организм вместе с водой.

Так, с питьем в организм поступает до 10-15% суточной нормы кальция — он, как известно, залог крепких костей и зубов. А магний — ключевой участник более чем 250 химических реакций в теле человека; он входит в состав всех тканей и клеток. При этом организм не может самостоятельно вырабатывать магний — для этого нужна магниесодержащая вода и пища.

Соответственно, вода не может быть абсолютно мягкой, в ней обязательно должны присутствовать соли магния и кальция. Если постоянно пить чересчур мягкую воду, организму очень скоро может потребоваться фармацевтическая поддержка — витамины, препараты.

Дополнительное умягчение московской воды не требуется для питья и приготовления еды!

Нам с Вами, как жителям средней полосы России, природа подарила оптимальный состав солей жесткости воды, которые нужны для нормальной работы нашего организма, в том числе сердечно-сосудистой системы. Этот состав природной воды из рек и водохранилищ – источников водоснабжения Москвы – сохраняется в процессе подготовки питьевой воды на станциях водоподготовки. Бесконтрольное же умягчение такой воды на бытовой установке доочистки может привести к снижению величины жесткости до слишком маленьких величин, что будет медленно, но неуклонно негативно отражаться на здоровье, и в перспективе потребует приема фармацевтических препаратов, содержащих кальций и магний.

Как настроить работу бытовой техники под жесткость воды?

Это тоже один из популярных вопросов жителей города, вызванный широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения.

Поэтому для удобства жителей на сайте Мосводоканала и создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Узнав на сайте Мосводоканала жесткость воды в своем доме с помощью сервиса «Качество воды в районах Москвы», вы вводите этот показатель в «Калькулятор жесткости». Выбрав требуемую единицу измерения, которая указана в инструкции для вашей техники, вы получите в результате расчета калькулятора значение, которое необходимо выставить на шкале бытового прибора для оптимального режима работы той же посудомоечной машины.

4. Расчет показателей жесткости воды

4.1. Теоретическая часть

Жесткость
воды обусловлена присутствием в ней
растворенных солей кальция и магния.
Различают
общую,
карбонатную
и некарбонатную жесткость.

Общей
жесткостью (Жо) называется
суммарная концентрация ионов Ca²⁺
и Mg²⁺
в воде, выраженная в моль/м³
или ммоль/дм³.
Общая
жесткость воды (Ж_О)
равна сумме карбонатной и некарбонатной
жесткости.

Ж_О
=
[Са²⁺]
+ [Mg²⁺]
= Ж_К
+
Ж_НК;
(ммоль/дм³)

Количественно
жесткость воды определяется суммой
молярных концентраций эквивалентов
ионов кальция и магния, содержащихся в
1 дм³
воды (ммоль/дм³,
мг — экв/дм³
).

Карбонатная
(временная)
жесткость
(Ж_К)
обусловлена содержанием в воде
преимущественно гидрокарбонатов (и
карбонатов при рН > 8,3) солей кальция
и
магния:
Ca(НСО₃)₂,
Мg(НСО₃)₂,
(МgСО₃).

Некарбонатная
жесткость воды (Ж_НК)
обусловлена присутствием в воде сульфатов
и
хлоридов
солей кальция и магния:
СаSO₄,
MgSO₄,
СаС1₂,
MgС1₂.
Некарбонатная
жесткость –
часть общей жесткости, равная разности
между общей и карбонатной жесткостью:

Жнк
= Жо – Жк

По
величине жесткости природную воду делят
на: очень мягкую — до 1,5 ммоль/дм³;
мягкую — от 1,5 до 4 ммоль/дм³;
средней жесткости — от 4 до 8 ммоль/дм³;
жесткую — от 8 до 12 ммоль/дм³;
очень жесткую — свыше 12 ммоль/дм³.

В зависимости от конкретных требований
производства допускаемая жесткость
воды может быть различной. Жесткость
воды хозяйственно-питьевых водопроводов
не должна превышать 7
ммоль/дм³
(мг-экв/дм³).

4.2. Пример решения индивидуального задания

Пример.

Условие
задания: Рассчитать
карбонатную, некарбонатную и общую
жесткость воды, если в 1м³
исследуемой воды содержится 80 г Ca²⁺;
55
г Mg²⁺;
415 г HCO₃^—.

Дано:

m
(Са²⁺)
= 80 г
= 80 000 мг

m
(Mg²⁺)
= 55 г = 55 000 мг

m
(HCO₃^—)
= 415 г = 415 000 мг

V(Н₂О)
= 1 м³
= 1000 дм³

Жо
-? Жк — ? Жнк — ?

Решение

1).
Жесткость общую рассчитывают по формуле:

Жо
=[Са²⁺]
+ [Mg²⁺]
=
+;
мг – экв/дм³

где:
[Са²⁺],
[Mg²⁺]
– концентрация ионов в мг-экв/дм³;

m
(Са²⁺),
m (Mg²⁺)
– содержание ионов Са²⁺
и Mg²⁺
в мг;

V(Н₂О)
– объем воды, дм³;

Э
(Са²⁺),
Э (Mg²⁺)
– эквивалентная масса ионов Са²⁺
и
Mg²⁺,
которая равна:

Э
(Са²⁺)
=

Э(Mg²⁺)
=

Тогда:

Жо
= [Са²⁺]
+
[Mg²⁺]
=
=3,99
+
4,52
= 8,5 мг-экв/дм³

2).
Рассчитываем жесткость карбонатную
(Жк) по формуле:

Жк
= [НСО₃^—]
=

где:
[НСО₃^—]
— концентрация в мг-экв/дм³;
m
(НСО₃^—)
– содержание иона НСО₃^—
в
мг; V(Н₂О)
– объем воды, дм³;
Э (НСО₃^—)
– эквивалентная масса иона НСО₃^—,
которая равна:

Э
(НСО₃^—)
=

Тогда:

Жк
= [НСО₃^—]
=

3).
Рассчитываем жесткость некарбонатную
(Жнк), как разность между жесткостью
общей и карбонатной:

Жнк
= Жо – Жк = 8,5 – 6,8 = 1,7 мг-экв/дм³

4).
Результаты расчетов приведены в табл.
4.6.

Таблица
4.6

Показатели жесткости исследуемой воды

Анализ общей жесткости для элементарной операции Water Drop — Фонд безопасной питьевой воды

Николь Хэнкок

7 января 2017 г.

Начальная школа

Николь Хэнкок

7 января 2017 г.

Начальная школа

Цель : Определить концентрацию общей жесткости в питьевой воде в воде, обработанной в местном сообществе, и в пробе предельно допустимого уровня Саскачевана (SGLS) для целей контроля качества.

Определение будет проводиться методом тест-полосок. Вы сравните результат с прилагаемым образцом для контроля качества.

Общая жесткость является мерой содержания кальция и магния и выражается в виде карбоната кальция; нашему телу нужны как Ca, так и Mg, чтобы оставаться здоровым. В некоторых странах рекомендуются минимальные уровни кальция (уровни кальция должны быть выше 20 мг/л). Основной проблемой при повышенных уровнях жесткости является отложение накипи на трубопроводах и стоках, что делает их менее эффективными. Если вода слишком жесткая, это также снизит моющую способность многих видов мыла и моющих средств (мыло может не очищаться должным образом), а также повлияет на вкус воды.

Материалы:
1 – Аналитик общей жесткости 800 мг/л (SGLS)
2 – Пакеты с тест-полосками (с напечатанными на них цветными диаграммами)
2 – Одноразовые стаканы на 10 мл.

Метод:

1. Пометьте два стакана SGLS и Local.

2. Поместите 10 мл образца в стаканы.

3. Опустите одну тест-полоску в химический стакан на 3 секунды.

4. Удалите и немедленно сопоставьте с ближайшим цветом в таблице цветов, которая находится на упаковке тест-полосок. Цвет стабилен только в течение 1 минуты.

5. Считайте и запишите результаты в мг/л (частей на миллион), сопоставьте с лучшим цветом для определения концентрации общей жесткости.

6. Повторить для образца рекомендуемого предела.

Запишите свои результаты

Результаты:

Предельно допустимая проба Саскачевана (SGLS) для общей жесткости должна давать результат, очень близкий к нормативу 800 мг/л; это очень высокий уровень жесткости, и его можно встретить только в неочищенных колодезных источниках.

Безопасное обращение с материалами
Всегда следует соблюдать осторожность при обращении с любыми химическими веществами. Хотя этот тест безопасен для использования в любой области, будьте осторожны с поставляемыми материалами.

Общая жесткость

Что такое общая жесткость и почему мы проверяем на нее воду?

Рекомендации по твердости основаны на эстетических, а не на медицинских соображениях. Жесткая вода вызывает образование накипи в водопроводных трубах, сантехнике и кухонной технике (см. фото). Отложение накипи в баках горячей воды и котлах увеличивает затраты на отопление и может привести к преждевременному выходу из строя отопительного оборудования. Накипь, отложившаяся в одежде во время стирки, вызовет повышенный износ ткани. Мыло вступает в реакцию с жесткой водой с образованием творога, а также может вызывать шелушение и раздражение кожи. Кроме того, при стирке или стирке в жесткой воде требуется больше мыла или моющего средства.

Откуда берется жесткость воды?

Жесткость в первую очередь обусловлена ​​растворенными минеральными соединениями кальция и магния, хотя меньший вклад в жесткость вносят и некоторые другие ионы, включая железо и марганец. Величина жесткости выражается в миллиграммах на литр (мг/л) или гранах на галлон (gpg) в пересчете на карбонат кальция. Твердость рассчитывается по уравнению Твердость = 2,497 (Ca) + 4,118 (Mg). Поэтому колебания пула магния влияют на жесткость сильнее, чем колебания кальция.

Основные компоненты жесткости, кальций и магний, действительно полезны для человека. В Канаде нет рекомендаций по кальцию в воде, и при его наличии в питьевой воде кальций может считаться полезным для питания (при потреблении уровня около 50 мг / л питьевая вода обеспечит от 5 до 10% суточной потребности в кальции. ). Европейское сообщество установило рекомендуемый уровень 100 мг/л без максимально допустимой верхней концентрации. Европейский Союз также заявил, что вода, предназначенная для потребления человеком, должна содержать не менее 20 мг Ca/л.

Магний является важным питательным веществом для человека, взрослым требуется около 350 мг в день. Умеренные уровни магния могут обеспечить питательную пользу людям, потребляющим диету с дефицитом магния. В Канаде нет рекомендаций в отношении магния, но Европейское сообщество предлагает рекомендуемую норму 30 мг / л с максимально допустимым уровнем 50 мг / л, что может быть связано с сильным влиянием магния на жесткость и не имеет значения для здоровья.

Что говорят инструкции о твердости?

В Руководстве по качеству питьевой воды в Канаде отмечается следующее:

1) общественное признание жесткости значительно различается. Как правило, уровни жесткости от 80 до 100 мг/л в виде CaCO ₃ считаются приемлемыми;

2) уровень выше 200 мг/л считается плохим, но допустимым;

3) уровни выше 500 мг/л обычно считаются недопустимыми;

4) при умягчении воды методом натрий-ионного обмена рекомендуется иметь отдельный запас неумягченной воды для кулинарных и питьевых целей.

Правительство Саскачевана установило верхний допустимый предел жесткости на уровне 800 мг/л. Однако такой высокий уровень придаст воде вкус и вызовет проблемы со стиркой одежды, минералы будут откладываться на посуде, в ваннах и душевых, а водонагреватели станут менее эффективными.

Что произойдет, если твердость слишком низкая или слишком высокая?

Если жесткость слишком низкая, вода может быть довольно агрессивной, выщелачивая медь и выводя из водопроводных труб. При очень низкой жесткости в воде также будет низкий уровень полезных ионов, особенно кальция и магния. Слишком высокая жесткость может иметь неприятный вкус, может высушивать кожу и вызывать образование накипи на арматуре и во всей системе распределения воды. Такое масштабирование нежелательно, так как оно начинает снижать эффективность сантехнических систем, что приводит к большему энергопотреблению и увеличению затрат.

Карта общей жесткости воды в США. Ожидается, что указанные тенденции сохранятся в Канаде
Источник: http://water.usgs.gov/owq/map1.jpeg

Что делать, если уровень жесткости воды слишком низкий или слишком высокий?

Коммунальные предприятия водоснабжения с высоким уровнем жесткости, возможно, не смогут снизить эти уровни, поскольку это трудно сделать до того, как в будущем широкое использование мембранных технологий станет обычным явлением. Эти мембраны, такие как нанофильтрационные мембраны и мембраны обратного осмоса, могут эффективно удалять из воды ионы кальция и магния (основные причины жесткости). Однако при использовании обратного осмоса (который удаляет практически все ионы кальция и магния) следует иметь в виду, что в Европейском Союзе указано, что вода, предназначенная для потребления человеком, должна содержать не менее 20 мг Ca/л. Вода, обработанная RO, часто не соответствует этому правилу, если в воду не добавляется кальций. В домах более распространено использование умягчителей, в которых ионы кальция и магния заменяются натрием или калием, хотя многие дома в настоящее время устанавливают под раковиной мембраны обратного осмоса для обеспечения питьевой водой.

Tagged: общая жесткость, SGLS, тест-полоска, минералы, кальций, магний, тестовая вода

Калькулятор жесткости воды

Создано Рахулом Дхари

Отзыв Стивена Вудинга

Последнее обновление: 30 июня 2022 г.

Содержание:

• Что такое жесткость воды?
• Как рассчитать жесткость воды с помощью этого калькулятора?
• Пример: Использование калькулятора жесткости воды
• Типы жесткости
• Часто задаваемые вопросы

Калькулятор жесткости воды — это инструмент, который вам нужен для оценки количества растворенных минералов , присутствующих в вашей водопроводной воде. Такие минералы, как кальций (Ca ²⁺ ) и магний (Mg ²⁺ ) часто присутствуют в вашей обычной воде. Они часто полезны для здоровья, однако они также могут вызывать проблемы, такие как образование накипи в трубах, засорение котлов и нагревателей и / или снижение эффективности оборудования. Читайте дальше, чтобы понять, как рассчитать жесткость воды.
Важно помнить, что жесткость воды отличается от твердости металлической поверхности.

Что такое жесткость воды?

Жесткость воды — это параметр, используемый для измерения растворенных в воде минералов, таких как кальций и магний. В зависимости от значения жесткости воды вода классифицируется как жесткая или мягкая. Жесткая вода распространена в районах, где в грунте встречаются гипс, известняк и мел. Жесткость воды измеряется в единицах мг/л (миллиграмм на литр), ppm (частей на миллион) или ммоль/л (миллимолей на литр). Формула для расчета жесткости воды (в мг/л ) может быть записана как:

, где Cal и Mg — количество кальция 2+ ) и магния (Mg ²⁺ ) в мг/л соответственно.

В зависимости от значения жесткости вода подразделяется на жесткую или мягкую:

Как рассчитать жесткость воды с помощью этого калькулятора?

Чтобы рассчитать жесткость воды, выполните следующие действия:

1. Введите значение концентрации кальция в мг/л .
2. Введите значение концентрации магния в мг/л .
3. Калькулятор жесткости воды теперь будет возвращать значение жесткости в мг/л CaCo ₃ .

Пример: Использование калькулятора жесткости воды

Оцените жесткость воды источника с концентрацией кальция как 31 мг/л и концентрация магния как 27 мг/л .
Для оценки жесткости воды:

1. Введите значение концентрации кальция как 31 мг/л .
2. Введите значение концентрации магния как 27 мг/л .
3. Использование калькулятора жесткости воды:
   Твердость = Cal * 2,497 + Mg * 4,118
Твердость = 31 * 2,497 + 27 * 4,118 = 188,6

Значение жесткости воды 188,6 мг/CaCo 3 L . По шкале жесткости вода очень жесткая.

Типы жесткости

Существует два типа жесткости воды — временная и постоянная. Классификация основана на наличии различных металлических соединений .

• Постоянная жесткость — содержит сульфат кальция (CaSO ₄ )/ хлорид кальция (CaCl ₂ ) и/или сульфат магния (MgSO ₄ ) / хлорид магния (MgCl ₂ ).
• Временная жесткость — из-за присутствия бикарбонатных соединений , таких как бикарбонат кальция (Ca(HCO ₃ ) ₂ ) и бикарбонат магния (Mg(HCO ₃ ) ₂ ).

Постоянная жесткость может быть удалена путем кипячения воды или пропускания воды через ионообменную колонку , тогда как временная жесткость может быть удалена кипячение воды или использование извести (гидроксид кальция — Ca(HO) ₃ ). Идея состоит в том, чтобы осадить соединения из раствора, а затем вынуть мягкую воду после охлаждения.

Часто задаваемые вопросы

Что такое жесткость воды?

Жесткость – это параметр воды, который говорит нам о концентрации ионов магния и кальция в воде в виде различных соединений, таких как сульфат/бикарбонат магния и бикарбонат/хлорид кальция.

Каковы единицы измерения жесткости воды?

Жесткость воды измеряется в единицах мг/л или частях на миллион ( частей на миллион ).

Как рассчитать жесткость воды?

Жесткость воды можно рассчитать, выполнив следующие действия:

1. Умножьте концентрацию ионов кальция на 2,497 .
2. Умножьте концентрацию ионов магния на 4,118 .
3. Сложите два числа, чтобы получить жесткость воды в мг-CaCo 3 /L .

Формула для расчета жесткости воды:

Каков диапазон значения жесткости для мягкой воды?

Вода считается мягкой, если значение жесткости воды остается ниже 60 мг/л .