Измерение жесткости воды: Как определить жесткость воды в домашних условиях?

Измерение жесткости воды – кому и зачем необходимо измерять жесткость воды — BWT

Измерение жесткости воды – кому и зачем необходимо измерять жесткость воды — BWT

Главная

>

Статьи

>

О технологиях фильтрации

>

Измерение жесткости воды – кому и зачем необходимо измерять жесткость воды

Статьи

27.08.2020

Без всякого сомнения, вода играет одну из главных ролей в жизни каждого человека и вообще любого живого существа. Тем не менее, ее качественный состав может оказывать как положительный, так и негативный эффект на состояние организма. Многие жители современных мегаполисов, умываясь по утрам водопроводной водой, бегущей из их кранов, могут отмечать неприятное ощущение, словно кожу «стягивает» и «сушит». 

Многие списывают это на использование неподходящих гигиенических средств, но основной причиной этих малоприятных ощущений является повышенная жесткость воды, причем это далеко не единственный минус, с которым приходиться сталкиваться людям, из кранов которых течет жесткая вода.  

Решения BWT для умягчения воды:

Умягчение воды

Безреагентная защита от накипи

Получить консультацию

Так, например, было отмечено, что в жесткой воде плохо пенятся мыло, шампуни и другие средства гигиены. Но не только это страшно, наиболее негативное влияние жесткая вода оказывает на металлические внутренние поверхности водогрейного и сантехнического оборудования, являясь причиной образования известкового налета, или накипи. 

Зачастую причиной поломок дорогих котлов и колонок является именно накипь. Поэтому многие люди все чаще задумываются о необходимости измерения жесткости воды и соответствующей водоподготовке.

Что же представляет собой жесткость воды, и как ее измерить? На самом деле, жесткостью называют совокупность определенных физико-химических свойств жидкости, которые зависят от повышенного или пониженного содержания в ней в растворенном виде солей щелочноземельных металлов, в основном, кальция или магния.  

Так, вода, в которой содержание солей вышеуказанных металлов превышено, называется жесткой, если же содержание солей незначительно — мягкой. Чрезмерно жесткая вода может служить причиной образования мочекаменной болезни, в то время как слишком мягкая вода имеет способность провоцировать риск различных сердечнососудистых заболеваний. Что еще раз подтверждает необходимость измерения жесткости воды. 

К тому же не будем забывать о том, что соли кальция и магния, концентрация которых в воде и определяет ее жесткость, являются необходимыми для человеческого организма, но исключительно в определенных нормах. Так, например, недостаток магния в организме является одной из самых распространенных причин инфаркта, кальций же важен для укрепления костей.

В результате того, что все большее количество людей беспокоится о своем здоровье и желает измерять жесткость воды, бегущей из кранов их квартир и домов, был создан специальный прибор, который без особого труда и лишней траты времени позволит измерить щелочность жидкости и определить содержание в ней солей магния и кальция.  

Благодаря использованию современных приборов, предназначенных для измерения жесткости, появляется прекрасная возможность оценить качественный состав воды и в случае необходимости принять решительные меры для устранения имеющихся проблем. Стоит отметить, что в настоящее время в умягчении воды нуждается не только та, что используется в бытовых целях, но также и жидкость, применяемая на крупных современных производственных предприятиях. 

В связи с этим нормы и стандарты, предъявляемые к жесткости воды, могут несколько варьироваться. Так, для производственных процессов допускается использование более жесткой воды, чем для бытовых целей, для питья или для приготовления пищи. Больше всего измерение жесткости воды и приборы, специально предназначенные для этого, необходимы владельцам аквариумов, дело в том, что многие аквариумные рыбки могут погибать из-за использования чрезмерно жесткой воды в качестве сферы их обитания.

Для решения проблемы повышенной жесткости на сегодняшний день существует множество различных способов, среди которых наиболее простым является кипячение – термальный метод. Однако стоит отметить, что далеко не все соли кальция и магния, которые могут содержаться в воде, устраняются этим методом. Поэтому для квартир и домов, в которых прибор измерения жесткости показал повышенное их содержание в воде, наиболее оптимальным вариантом является приобретение специально предназначенных фильтров умягчителей.

Полное освобождение чаши бассейна от воды – необходимо! О том — почему, и как это сделать 

Самая распространенная проблема для воды в частных бассейнах. И, мы расскажем как с ней бороться.

Все статьи

Мы используем файлы «cookie», чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie.

Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

—>

Что надо знать о жесткости воды?

Есть вопросы? Звоните +7 (495) 745-2290
Выберите ближайший к вам офис продаж
Документация
Войти
Зарегистрироваться

• Главная
• Новости
• Что надо знать о жесткости воды?

Что надо знать о жесткости воды?

Что вообще означает жесткость воды?

Жесткость воды отражает количество растворенных в воде минералов и в значительной степени  кальция и магния. В зависимости от концентрации  растворенных минералов вода может быть классифицирована как “мягкая” или как “жесткая” различной степени (рис. 1).

Как узнать насколько вода жесткая.

Если уровень жесткости достаточно высок, чтобы считать воду “жесткой”, вы можете почувствовать эффект при использовании мыла. Высокий уровень кальция и других растворенных минералов, присутствующих в жесткой воде, вступает в реакцию с мылом, образуя меньше пены, снижая общую эффективность чистящего средства и в конечном итоге образуя отложения, известные как “мыльная пена”. Если вы когда-либо мыли посуду и заметили наличие пятен и / или пленок после стирки и сушки вы понимаете, какие эстетические последствия жесткая вода может оказать на процесс очистки. Однако при нагревании жесткой воды эти растворенные минералы более склонны выпадать в осадок. Наиболее распространенным нарушителем является карбонат кальция (CaCO3), который потенциально может вызвать дорогостоящие механические проблемы как для промышленных, так и для бытовых водопользователей. Эти отложения часто называют “накипью”; накипь может увеличить затраты на нагрев воды и снизить эффективность и срок службы электрических водонагревателей и другого оборудования. CaCO3 также может накапливаться в трубах, снижая давление и вызывая засорение. Таким образом, измерение жесткости воды обычно производится при очистке воды и в промышленных применениях на водной основе, таких как питьевая вода, сточные воды, бойлерные и градирни.

Кальций и Магний являются ключевыми игроками

При тестировании на жесткость воды кальций и магний являются двумя компонентами, используемыми для определения общей жесткости воды, поскольку оба являются основными влияющими факторами. Результаты определения жесткости выражаются в миллиграммах CaCO3, эквивалентных общему количеству кальция и магния, присутствующих в одном литре воды, или мг/л CaCO3.

Как  проверить воду на жесткость?

Титрование является золотым стандартом при измерении жесткости воды, где кальций и магний образуют комплексы с титрантом, EDTA. При выполнении этого титрования с помощью автоматического потенциометрического титратора существуют два различных способа контроля этой реакции: 

(1) с помощью ионоселективного электрода кальция (ISE) или 

(2) фотометрического электрода. 

Выбор электрода основан на общей цели измерения и предпочтениях пользователя, причем оба метода имеют свои плюсы и минусы (рисунок 2). Ниже мы подробно рассмотрим различия между двумя методами, чтобы помочь вам определить, какой  более подходит для вашей задачи.

Рисунок 2. Плюсы и минусы определения жесткости с помощью ISE и фотометрического электрода

За	Кальций ISE	Фотометрический электрод
	Определите кальций и магний за одно титрование (один образец).	Минимальные затраты на обслуживание
		Минимальные изменения в процедуре ручного титрования.
Против	Требуется значительно больше технического обслуживания электродов.	Требуется два отдельных титрования (два образца) для определения жесткости по кальцию и магнию.
	Более высокие начальные и текущие затраты (ISE, модули и необходимые химикаты)

Метод c использованием кальциевого ионоселективного электрода (ISE)

В присутствии TRIS-буфера кальциевый ионоселективный электрод ISE можно использовать для определения как кальция, так и магния в одном титровании. По завершении титрования результаты автоматически рассчитываются для общей жесткости, жесткости по кальцию и жесткости по магнию. Это позволяет использовать один образец для всех трех анализируемых веществ, что выгодно пользователям с высокой пропускной способностью образцов. Однако этот метод требует несколько более высоких начальных и периодических затрат на необходимые материалы и расходные материалы; цена на кальций ионоселективный электрод (ISE) составляет в среднем от 800 до 1000 долларов. Кроме того, ISE требует больше времени для подготовки и обслуживания электродов, что делает кривую обучения более крутой для тех, кто не знаком с ионоселективными электродами.

Рисунок 3. Титрование с двумя точками эквивалентности (EQP) методом кальциевого ISE, где EQPT 1 (7,528 мл) относится к жесткости кальция, а EQPT 2 (1,682 мл) относится к жесткости магния.

Метод с использованием фотометрического электрода

В  соответствии со стандартными методами исследования природной воды и сточных вод, общую жесткость и жесткость кальция можно определить с помощью цветного индикатора, где жесткость магния рассчитывается путем вычета, как показано в (1):

Твердость по магнию = Общая твердость (Титрование №1) – Твердость по кальцию (Титрование №2) (1)

В присутствии индикаторного красителя тестируемый раствор изменит цвет, сигнализируя об окончании титрования. Индикаторные красители используются при ручном титровании на жесткость, а также могут быть использованы при автоматическом титровании с использованием фотометрического электрода. Там, где на ручное титрование часто влияет человеческая ошибка (из-за субъективного определения конечной точки цвета), автоматическое титрование исключает эту субъективность с помощью электрода для обнаружения изменения цвета.

С выпуском прикладных фотометрических электродов Hanna Instruments это альтернативное определение цветовых индикаторов стало более доступным и доступным, чем когда-либо. Создав четыре различных фотометрических электрода с различными длинами волн, Hanna Instruments значительно снизила стоимость фотометрического определения, позволив приобрести электрод с одной длиной волны примерно за 400 долларов в отличие от ненужного многоволнового электрода стоимостью более 3000 долларов. Фотометрические электроды требуют минимального технического обслуживания и значительно снижают текущие затраты, в то время как для клиентов, которые в настоящее время проводят тестирование с помощью ручного титрования, текущие процедуры и реагенты могут быть легко переведены на автоматизацию. Однако для определения всех составляющих твердости с помощью этой методологии требуются два отдельных титрования (и, следовательно, два отдельных образца). Для некоторых это может оказаться проблематичным при обработке с высокой пропускной способностью или при наличии ограничений, связанных с малым объемом образца.

Рисунок 4. Процедура определения твердости с помощью ISE и фотометрического метода.

Автоматический титратор
		и
525 нм Фотометрический электрод		или	Кальциевый ISE
↓			↓
Титрование #1	Титрование #2		Титрование
↓	↓		↓
Общая жесткость pH 10 — 12 Индикатор цвета #1	Жесткость по кальцию pH > 12 Индикатор цвета #2		Общая жесткость, жесткость по кальцию и жесткость по магнию,pH 10-12,не требуется никакого цветового индикатора
↓
Жесткость по магнию = Общая жесткость (Titr. #1) — Жесткость по кальцию (Titr. #2)

Краткий обзор

Подводя итог, можно сказать, что при исследовании вариантов внутренней автоматизации контроля жесткости воды важно учитывать средства и цели :

• 
  
  Проводите ли вы в настоящее время собственное ручное титрование и предпочитаете ограничивать изменения в процедуре?

• 
  
  Есть ли у вас высокая пропускная способность (>25) образцов в день?

• 
  Сколько времени будет отведено на ежедневные тесты?

• Требуется ли для подавляющего большинства образцов общая жесткость, а также жесткость по кальцию и магнию?
• Какова техническая подготовка тех, кто проводит тесты?

Ответив на эти вопросы, вы будете лучше подготовлены к тому, чтобы определить, какая методология наиболее подходит для вашей  организации.

19.04.2022

Возврат к списку

Измерение жесткости воды

Можете ли вы определить жесткость воды по измерениям проводимости или общего содержания растворенных веществ?

Общая жесткость воды связана с растворенными в ней минералами. Общая жесткость — это вводящий в заблуждение термин, который часто путают с карбонатной жесткостью или временной жесткостью, которая на самом деле связана с щелочностью и относится к «буферной емкости» воды (ее способности противостоять изменениям pH). Это означает, что если карбонатная жесткость высокая, то pH будет чрезвычайно стабильным, или, наоборот, если карбонатная жесткость низкая, pH воды может легко колебаться. Термин общая жесткость следует заменить более простым термином: твердость.

Жесткость воды – это мера количества ионов, потерявших два электрона (двухвалентные катионы), растворенных в испытуемой воде, и, следовательно, связанная с общим количеством растворенных твердых веществ. Чем больше двухвалентных катионов растворено в воде, тем «жестче» вода. Как правило, наиболее распространенными двухвалентными катионами являются кальций и магний, однако могут вносить свой вклад и другие двухвалентные катионы, включая железо, стронций, алюминий и марганец. Обычно другие двухвалентные катионы вносят незначительный или нулевой вклад в измерение жесткости воды. Жесткость ручья или реки отражает геологию водосборного бассейна и иногда является мерой влияния человеческой деятельности на водосборный бассейн. Например, на участках, где поблизости есть действующие или заброшенные шахты, часто наблюдается более высокая концентрация ионов железа в воде, что приводит к очень высокой степени жесткости.

Жесткость воды может быть выражена во многих различных единицах, включая французские градусы, немецкие градусы, градусы Кларка, граны на галлон, мг/л CaCO3 (карбонат кальция) и ppm (частей на миллион). Общие преобразования приведены ниже:

1 ppm = 1 мг/л CaCO3
1 ppm = 0,058 гран/галлон США
1 ppm = 0,07 градуса Кларка
1 ppm = 0,10 французского градуса
1 ppm = 0,056 немецкого градуса
1 французский градус = 1 гидрометрический градус
1 градус Кларка = 1 гран/британский галлон в пересчете на карбонат кальция
1 французский градус = 1 часть на 100 000 карбоната кальция
1 немецкий градус = 1 часть на 100 000 оксида кальция
1 гран/галлон США = 17,1 частей на миллион градусов
1 гран/галлон США = 0,958 немецких градусов

Общее количество растворенных твердых веществ (TDS) относится к количеству всех неорганических твердых веществ, растворенных в воде. Это означает, что он будет измерять ионы, влияющие на жесткость воды, такие как кальций, а также ионы, не влияющие на жесткость воды, такие как натрий. Измерение TDS лучше отражает общее содержание минералов в воде, чем измерение жесткости воды. Однако в целях оценки жесткость воды можно приблизительно рассчитать, разделив значение TDS в ppm (частях на миллион) на 10, что даст значение жесткости с погрешностью всего 2-3 французских градуса. Измерения TDS также могут быть получены из измерения относительной проводимости.

Проводимость похожа на измерения TDS. Электропроводность – это мера способности вещества проводить электрический ток. Измерения проводимости предлагают быстрый и неразрушающий способ измерения содержания ионов в образце. Измерение электропроводности производится с помощью электронного датчика или измерителя в микро/миллисименсах на сантиметр или в частях на миллион. Проводимость увеличивается с увеличением содержания ионов, что означает, что в большинстве случаев она дает хорошее приближение к измерению TDS с использованием коэффициента преобразования 1 ppm = 2 мкСм/см. Проводимость чувствительна к температуре и обычно стандартизирована до 25°C. Хотя проводимость является удобным способом приблизительного определения жесткости воды, у нее есть недостаток, заключающийся в том, что при измерении объединяются все ионы, включая те, которые не влияют на жесткость воды. Это приближение твердости дает ошибку, аналогичную измерению TDS, в 2-3 французских градуса твердости.

Можно ли измерить жесткость воды с помощью датчика проводимости или датчика TDS? Да, однако, это зависит от точности, которую вы хотите получить при измерении. В общем, в следующей таблице описывается жесткость воды, измеренная с помощью TDS, проводимости или измерения жесткости

Как проверить жесткость воды

После появления признаков жесткости воды в доме, естественно, вы хотите определить следующие шаги для решения проблемы — и быстро. Напомню, что жесткая вода обычно проявляет себя следующим образом:

• Пятнистая, пленчатая посуда
• Мыло, которое не пенится
• Загрязненные, трудно поддающиеся очистке ванны и души
• Сухая скрипучая кожа
• Скопления белой корки вокруг смесителей, сливов и душевых лейок

Первым шагом к решению проблем с жесткой водой является проведение теста на жесткость воды, чтобы вы могли найти наилучшее решение для смягчения воды. Вот несколько способов, с чего можно начать:

Свяжитесь с вашим городом
Каждый год до 1 июля вы должны получать краткий отчет о доверии потребителей или отчет о качестве питьевой воды по почте или онлайн-уведомление от вашего поставщика воды. В отчете сообщается, откуда берется ваша вода и что в ней содержится, а в некоторых отчетах указывается жесткость воды. Если у вас нет, вы можете позвонить в местный муниципалитет водоснабжения, и они должны сообщить вам.

Быстрое тестирование в домашних условиях
Один из самых простых вариантов для тестирования жесткой воды — прозрачная, чистая, пустая бутылка с крышкой, чистое жидкое мыло и вода прямо из-под крана. Заполните бутылку на одну треть, добавьте несколько капель чистого жидкого мыла и энергично встряхните в течение нескольких секунд. Если заметно отсутствие пушистых пузырьков и вода кажется мутной и/или молочной, ваша вода жесткая. Мягкая вода будет иметь обильные пузырьки, а оставшаяся вода на дне бутылки будет прозрачной. Имейте в виду, что, поскольку в состав большинства мыл входят моющие средства, они пенятся независимо от типа воды. Для достижения наилучших результатов используйте основное мыло, такое как Кастильское, которое не содержит красителей, отдушек и моющих средств.

Расширенные методы тестирования
Тест с бутылкой с водой может хорошо подойти для базовой оценки, но это не самый точный способ определить уровень жесткости воды. Для этого требуется более сложный тест на жесткость воды. В набор для жесткой воды входят тест-полоски и таблица цветов. Вы можете приобрести набор для тестирования в магазине товаров для дома по цене от 5 до 10 долларов США или запросить у нас бесплатную тест-полоску для воды.

После наполнения стакана холодной водой из ванной , вставьте тест-полоску на несколько секунд, а затем извлеките ее. Также важно отметить, что нельзя просто наклеивать полоску под проточной водой, так как это может привести к неточным результатам. По мере того, как полоска меняет цвет, сравнивайте его с таблицей цветов, входящей в комплект. Каждый цвет на диаграмме соответствует жесткости вашей воды, результаты измеряются в гранах на галлон (gpg).

Крупные магазины товаров для дома и многие интернет-магазины продают дополнительные наборы для тестирования, которые могут обеспечить более полную оценку воды. Они не только проверяют жесткость, но и проверяют щелочность, хлор, железо, нитраты и/или рН. Чтобы получить наиболее тщательный анализ воды, вы можете отправить образец в стороннюю лабораторию, которая может проверить ее на наличие специальных загрязнителей, таких как тяжелые металлы и бактерии. Обычно в этом нет необходимости, потому что домашний набор предоставляет мгновенную информацию и результаты для большинства проблем с водой.