Некарбонатная жесткость воды: Жесткость воды и необходимость ее контроля

что это и как влияет на вкус кофе

Чашка фильтр-кофе на 98,5% состоит из воды, а её качество имеет большое значение для кофе.

Общая и карбонатная жесткость — ключевые параметры, которые определяют качество воды. За общую жесткость отвечают хлорид кальция (CaCl2), сульфат кальция (CaSO4), хлорид магния (MgCl2) и сульфат магния (MgSO4). За карбонатную — бикарбонат калия (KHCO3) и бикарбонат натрия (NaHCO3).

Соли магния и кальция помогают извлечь из кофе больше вкуса и не выпадают в осадок при кипячении воды. А вот с бикарбонатами все не так просто. Вода, которая перенасыщена карбонатами, образует накипь. При кипячении воды соли выпадают в осадок и могут привести к поломке кофемашины.

Казалось бы, выбирайте воду с низким содержанием карбонатов, и проблема решена. Но недостаточное количество карбоната кальция в воде может вызвать коррозию бойлера и трубок. А главное — содержание бикарбонатов влияет на воспринимаемую кислотность кофе.

Мы уже рассказывали о том, как состав воды влияет на экстракцию. Теперь разбираемся, как карбонатная жесткость влияет на pH воды и вкус кофе.

Как карбонатная жесткость влияет на pH воды

Чтобы стабилизировать pH воды, нужна буферная система. А основная буферная система в воде — это как раз бикарбонаты Ca(HCO3)2. Если в воде будет много бикарбонатов, они «уничтожат» положительную кислотность кофе.

В кофе насчитывается более 40 органических кислот. От вида и соотношения кислот зависит вкус напитка: будет ли это приятная искристая кислотность или неприятная уксусная. Для этого в индустрии спешелти проводят эксперименты с ферментацией — процессом, при котором количество кислот в кофе увеличивается.

От вида и соотношения кислот в кофе зависит вкус напитка. А состав воды определяет экстракцию этих кислот

Большинство кислот в кофе слабые. Это значит, что даже незначительные отклонения в составе воды могут сильно повлиять на вкусовые свойства. Если взять воду с разным исходным ppm — уровнем минерализации — ppm кофе на выходе будет одинаковым, а вот вкус разным. Все потому, что разная вода по-разному растворяет вещества из кофе.

Итак, вкус кофе меняется в зависимости от параметров воды. Когда уровень pH понижается, растет кислотность воды, и кофе получается кислым. Если уровень pH повышается, во вкусе кофе появляется горечь. Чтобы уровень pH оставался стабильным, в воде должны содержаться бикарбонаты. Нужно только подобрать оптимальное соотношение минеральных веществ в воде.

Как подобрать допустимый диапазон карбонатной жесткости

Specialty Coffee Association выпустила стандарты, согласно которым допустимый диапазон карбонатной жесткости: ± 40 ppm. Карбонатная жесткость измеряется по шкале KH, а общая — по шкале GH.

Целевые показатели воды от SCA

Спецификация расплывчата, непонятно, что означает «плюс-минус» в отношении диапазона KH. Максвелл Колонна-Дэшвуд и Кристофер Хэндон в книге «Вода для кофе. Наука. История. Руководство» провели серию экспериментов, чтобы проверить, что будет со вкусом кофе при разных соотношениях общей и карбонатной жесткости воды.

Максимальная общая жесткость и минимальная карбонатная жесткость (точка А)

Проблема. Недостаточно буфера, чтобы экстрагировать сильные кислоты.

Кислотность в кофе получается очень приглушенной.

Максимальная карбонатная жесткость и минимальная общая жесткость (точка B)

Проблема. Не экстрагируются сложные вкусоароматические вещества. Не сформировалось тело напитка. Буфер нейтрализовал слабые положительные кислоты.

Вкус плоский, едкий, пережаренный.

Минимальная общая жесткость и минимальная карбонатная жесткость (точка С)

Проблема. Вода становится слишком пустой. Она не может извлечь нужное количество соединений из кофе из-за недостаточного количества минералов. Плохо сформированное тело кофе.

Вкус пустой, слегка уксусный.

Максимальная карбонатная жесткость и максимальная общая жесткость (точка D)

Проблема. Из-за максимальной KH вероятность образования накипи резко возрастает. Чтобы компенсировать такую высокую буферную способность, требуется очень высокая экстракция, поэтому GH тоже должна быть высокой. Из-за высокого содержания минеральных веществ вода быстро переэкстрагирует кофе.

Вкус горький, терпкий, пустой.

Итак, чтобы получить сбалансированный вкус, в кофе должны быть кальций, магний и небольшое содержание буфера.

Исследуя карту воды, Максвелл Колонна-Дэшвуд и Кристофер Хэндон постарались найти границы для каждого параметра. Эти точки не являются конкретными значениями, но находятся в пределах погрешности около 10 ppm

Как показали эксперименты Максвелла Колонна-Дэшвуда и Кристофера Хэндона, для стабильного вкуса кофе в воде должно быть сохранено небольшое количество буфера. В качестве отправной точки вы можете использовать соотношение GH и KH 2:1.

Если баланс нарушен, проверьте состав воды и параметры водоподготовки. Для домашнего приготовления кофе выбирайте бутилированную воду с карбонатной жесткостью 50-70 мг/л при рН 7,0. Бариста могут менять параметры водоподготовки для кофемашины в сторону уменьшения или увеличения солей в воде.

Мы уже рассказывали о том, как выбрать воду для кофе, как контролировать качество воды, которая попадает в кофемашину и как измерить вкус кофе по специальным параметрам. Чтобы понять, как состав вашей воды влияет на готовый напиток, ориентируйтесь на вкус кофе. Экспериментируйте, пробуйте разную воду и меняйте параметры водоподготовки с учетом желаемого вкуса. Так вы сможете получить кофе с яркой приятной кислотности.

Что запомнить

1. В воде должно содержаться небольшое количество бикарбонатов — до 70 ppm. Они помогают держать pH воды под контролем, что положительно влияет на приятную кислотность кофе.

2. Правильно подбирайте воду для заваривания кофе. Обращайте внимание на показатель «гидрокарбонат» на этикетке, оптимальное значение — 50-70 мг/л при рН 7,0.

3. Важно не оценивать общую и карбонатную жесткость по отдельности. Их соотношение влияет на вкус кофе. Рекомендуемое соотношение GH и KH 2:1.

4. При высоком содержании карбоната киcлотность будет не цитрусово-ягодной, а плоской и землистой. При низком содержании карбоната вкус получается уксусным и кислым.

Жесткая воды — вред для здоровья

В умеренных количествах природные микроэлементы полезны для человека. Однако если в воде превышена концентрация кальция и магния, то при ее употреблении есть риск развития серьезных заболеваний. К счастью, в современном мире существуют несколько эффективных способов очистки воды, с помощью которых вы сможете сохранить ваше здоровье.

Понятие «жёсткость воды» подразумевает химические и физические характеристики воды, обусловленные присутствием в ней кальция и магния. Кроме того, часто жёсткая вода содержит еще и фосфатные, органические или хлоридные соединения.

Источником солей жёсткости являются горные породы — известняк, мел и доломит. Чем глубже залегает вода, тем выше ее жесткость. В поверхностных источниках жёсткость связана с внешними факторами: температурой воздуха, погодой, временем года.

Классификация жёсткости

По содержанию солей жёсткости можно выделить четыре основных вида воды.

Разновидность воды	Содержание примесей
мягкая	менее 2 мг-экв/л;
нормальная	2-4 мг-экв/л;
жёсткая	4-6 мг-экв/л;
очень жёсткая	6 и более мг-экв/л.

Существует и другая классификация, в которой жёсткость воды исчисляется в градусах.

• Мягкая (меньше 2 градусов жесткости) — пролегает рядом с болотами. В эту категорию также входит талая вода.
• Средней жёсткости (2-10 градусов)- характерна практически для любой местности. Источником может быть колодец или скважина на частных земельных участках.
• Жёсткая (от 7,1 до 11 градусов) — встречается на территориях с избытком загрязнений и химических солей. Употребление такой воды чревато отрицательными последствиями для здоровья.
• Сверхжёсткая (от 11 и более градусов) — располагается в тех же местах, что и жёсткая. Вода опасна для употребления.

Типы жёсткости

В зависимости от преобладающих в воде веществ жёсткость может быть нескольких типов.

• Карбонатная (временная). Причиной ее возникновения являются соли железа, магния, кальция и железа.
• Некарбонатная (постоянная). В воде отмечается наличие солей магния и кальция сильных кислот.
• Общая жёсткость. Данное значение вычисляется методом сложения величин некарбонатной и карбонатной жёсткости. Именно эта сумма показателей берётся за основу в расчётах при определении водного типа.

Как узнать, жёсткая ли вода

Наиболее сложный из доступных способов определения жёсткости — применение кондуктометра. Это прибор для измерения электропроводимости воды. Высокие цифры измерений указывают на чрезмерное содержание солей металлов в жидкости.

О жёсткости воды также свидетельствуют следующие факторы:

• неэффективность моющих средств;
• накипь внутри чайника;
• разводы на постиранных вещах и вымытой посуде;
• горечь во вкусе воды;
• быстрый износ тканей одежды;
• болезни выделительной системы;
• стянутость кожи.

Вред от употребления жёсткой воды

Влияние жёсткой воды на состоянии бытовой техники бывает заметно уже через пару месяцев ее применения. Что же касается здоровья человека, то последствия от ее употребления могут проявляться с отсрочкой за счет накопления вредных веществ в организме. Мало кто задумывается о том, что присутствие в рационе жёсткой воды способно спровоцировать следующие проблемы со здоровьем.

• Мочекаменная болезнь. Избыток солей — причина образования камней в почках.
• Ускорение процессов старения кожи. Жёсткая вода интенсивно лишает кожу влаги, способствуя образованию морщин. При умывании с мылом, его частицы не растворяются полностью, а значит, остаются на коже и раздражают ее. Помимо этого, в результате влияния жёсткой воды нередко на ней возникают высыпания, прыщи и гнойники.
• Повреждение волос и ногтей. Жёсткая вода повреждает естественный липидный слой на коже головы, волосах и ногтях. Волосы становятся хрупкими, усиливается их выпадение.
• Заболевания ЖКТ. Пищеварение замедляется, в результате чего снижается всасываемость полезных веществ.

Как бороться с жёсткой водой

Воду умягчить можно несколькими способами. Описание наиболее распространенных из них, а также их плюсы и минусы, вы найдете в таблице ниже.

Избавление от жёсткости современным способом

Наиболее прогрессивным и удобным способом умягчения воды сегодня считается установка проточного пурифайера со встроенной системой многоступенчатой фильтрации. Он подсоединяется непосредственно к водопроводу и прекрасно подходит для эксплуатации как в домах, так и в офисах, больницах, ресторанах и других учреждениях.

Высокое качество очистки водопроводной воды от солей жёсткости и других вредных веществ обеспечивают следующие элементы фильтрационной системы в этих аппаратах:

• осадочный фильтр механической очистки от ржавчины, ила и песка;
• картриджи с активированным углем из скорлупы кокосовых орехов для удаления хлора, органических соединений, тяжелых металлов, а также для улучшения вкуса воды;
• ультрафильтрационная мембрана, задерживающая частицы размером от 0, 01 мкм (микробы, водоросли, коллоидные примеси).

Одним из основных преимуществ пурифайеров Ecomaster является применение инновационной технологии ультрафиолетового обеззараживания Firewall, обеспечивающей гарантированную защиту воды от размножения бактерий. Дополнительно микробиологическую безопасность при эксплуатации аппарата гарантирует уникальное антибактериальное покрытие корпуса BioCote c ионами серебра.

От качества воды напрямую зависит ваше здоровье. Жидкость, очищенная от солей тяжёлых металлов и других нежелательных элементов, поможет улучшить ваше самочувствие, укрепить организм и усилить сопротивляемость болезням.

Числовые значения жесткости и щелочности | Инженерия водоснабжения

Содержание

В этой статье мы обсудим числовые значения жесткости и щелочности.

  1. Формула   

Щелочность по B – по B как 9 CaCo 3 щелочность0021 – х экв. вес. CaCo 3 / экв. вес. Б –

Твердость по M ++ по CaCo 3 = жесткость по M ++ (мг/л) x экв. вес. CaCo 3 / экв. вес. М ++

Общая жесткость = Карбонатная жесткость + Некарбонатная жесткость

[H + ] = антилогарифмический 10 [-pH],

IF, TH> A

THE, CH = A

NCH = TH-CH

NCH = TH-A

IF, TH =

THE, CH = TH

NCH IF, TH =

=0

  2. Жесткость и щелочность Численное   

1. Анализ воды из колодца показал следующие результаты в мг/л;

Ca= 65, Mg=51, Na=101,5, K= 21,5,

HCO ₃ = 248, SO ₄ = 221,8, Cl = 79,2

Найти общую жесткость, карбонатную жесткость и некарбонатную жесткость.

Решение:

Твердость по M ⁺⁺ по CaCo ₃ = жесткость по M ⁺⁺ (мг/л) x экв. вес. CaCo ₃ / экв. вес. М ⁺⁺

Общая жесткость = [65x 50/20 +51 x 50/12,2] мг/л в пересчете на CaCo ₃ .

= 371,52 мг/л в виде CaCo ₃

Щелочность по B ^– как CaCo ₃ = щелочность по B ^–  x экв. вес. CaCo ₃ / экв. вес. B ^–

= 248 x 50/61

= 203,28 мг/л

В данном случае.

Если TH > A

, то CH = A

NCH = TH-CH

= 371,52-203,28

= 168 мг/л

мг/л:

Концентрация Sr (Stroncium) экв. до жесткости 2,52 мг/л как CaCo ₃ и карбонатная щелочность в этой воде равна нулю. Рассчитайте общую жесткость и NCH в мг/л как CaCo ₃ .

Раствор,

Общая жесткость = Ca ⁺⁺ x 50./20 +Mg ⁺⁺ x 50/12,2 +2,52

= 7×50/20 + 12×50/12,2 +2,52

4 69,2 мг/л в виде CaCo

₃ .

Бикарбонатная щелочность = 68 x 50/61 = 55,74 мг/лит.

= 13,46 мг/л в виде CaCo ₃

3. Значение общей жесткости, полученное в результате полного анализа пробы воды, составляет 150 мг/л. Далее анализ показал, что концентрации всех трех основных 9Катионы 0011 , вызывающие жесткость, численно одинаковы. Если значение карбонатной жесткости равно 77 мг/л, рассчитать;

1) значение NCH

2) концентрации основных катионов; и

3) значение общей щелочности в мг/л.

Решение:

Общая жесткость = Карбонатная жесткость + Некарбонатная жесткость

NCH = 150 – 77 = 73 мг/л

Пусть, P – концентрация основных катионов.

Теперь TH= P x 50/20 + P x 50/12,2 + P x 50/43,8

Основные концентрации (P) = 19,38 мг/л

В этом случае NCH больше нуля, поэтому общая жесткость больше
щелочности.

Когда TH > A

тогда CH = A = 77 мг/л в виде CaCo ₃

NCH = TH-CH

 быть 300 мг/л как CaCo ₃ . Жесткость была найдена из-за того, что ионы Ca и Mg были равны в воде. Анализ показал, что концентрация HCO3 составила 150 мг/л,

ii) концентрация Ca и Mg

ii) значение щелочности воды.

iii) CH и NCH; и

Решение:

i. Пусть P – концентрация главных катионов.

Твердость по M ⁺⁺ по CaCo ₃ = жесткость по M ⁺⁺ (мг/л) x экв. вес. CaCo ₃ / экв. вес. М ⁺⁺

Общая жесткость = [50P/20 + 50P/12,2] мг/л в виде CaCo ₃

300 = 6,6 р

Следовательно, p = 45,45 мг/лит

II) Бикарбонатная щелочность

Бикарбонатная щелка = 150 x 50/61 = 122,95 мг/лит. + BA = 0 + 122,95 = 122,95 мг/л

iii) Здесь Общая жесткость > Общая щелочность

Карбонатная жесткость = Общая щелочность = 122,95 мг/л

Общая жесткость = Карбонатная жесткость + Некарбонатная жесткость3 NCH

0004 = 300-122,95

= 177,05 мг/л в виде CaCO

5. Если 400 мл воды с pH 6 смешать с 700 мл воды с pH 8, какой будет pH результирующий рН смеси?

Дано,

Va = 400 мл, (PH)a = 6

Vh = 700 мл, (pH)b = 8

Общий объем раствора = 1100 мл 10 [-pH],

pH = log ₁₀ 1/[H ⁺ ]

[Hla = 10 ^-6 моль/л,

Конц. [H ⁺ ]a в 400 мл = 10-6 x 400/1100 = 3,64×10 ^-7 моль/л

Конц. [H ⁺ фунта в 700 мл = 10 ^-8 x 700/1100 = 6,36×10 ^-9 моль/л

Смесь концентраций
= 3,60 x 2 12 — 7090 900 ^-9

= 3,7036 x 10 ^-7 моль/л

pH= 6,43

Последние новости

Watts Bar Коммунальный округ

Жесткость воды

Какая у меня жесткость воды?

В зависимости от того, где вы живете, он может варьироваться от 1 до 150.

Если вы хотите узнать жесткость воды в вашем районе, позвоните в WBUD, чтобы узнать.

Что такое твердость?

Жесткость воды относится к определенным минералам, которые потребляют мыло и вызывают образование накипи в водонагревателях и бойлерах. Чем больше минералов, тем жестче вода. Мягкая вода относится к отсутствию этих минералов.

Термин жесткость происходит от выражения того, насколько трудно или «жестко» стирать одежду в воде. Когда мыло смешивается с жесткой водой, эти минералы соединяются с мылом и образуют осадок или твердое вещество. Это снижает эффективность очистки мыла и образует мыльную пену. По мере добавления большего количества мыла твердые частицы продолжают образовываться до тех пор, пока минералы не истощатся. Когда минералы больше не доступны, мыло образует пену и работает как чистящее средство.

Минералы, которые осаждаются с мылом, представляют собой поливалентные катионы, такие как кальций, магний, железо, марганец и цинк. Концентрация кальция и магния в природных водах обычно намного превышает концентрацию любого другого поливалентного катиона. Поэтому под жесткостью обычно понимают концентрацию кальция и магния в воде.

Карбонатная и некарбонатная жесткость:
Жесткость можно разделить на карбонатную и некарбонатную. Карбонатная жесткость относится к гидрокарбонатам кальция и магния. При нагревании бикарбоната кальция образуется твердый карбонат кальция. Это основная причина образования накипи в водонагревателях и бойлерах. Некарбонатная жесткость обусловлена ​​в первую очередь нитратами, хлоридами и сульфатами кальция и магния.

Жесткость удаляется из водных систем путем осаждения или ионного обмена. Метод обработки варьируется в зависимости от относительного количества карбонатной и некарбонатной жесткости.

Соотношение карбонатной и некарбонатной жесткости можно определить путем измерения щелочности. Если щелочность равна или превышает жесткость, вся жесткость является карбонатной. Любая избыточная жесткость является некарбонатной жесткостью.

Жесткость обычно указывается в мг/л в виде CaCO3 или в галлонах на галлон в виде CaCO3. Поскольку щелочность также сообщается как CaCO3, результаты двух тестов можно сравнивать напрямую.

Как измерить жесткость воды?

Жесткость чаще всего измеряют титрованием раствором ЭДТА. Титрование включает добавление небольшого количества раствора к образцу воды до тех пор, пока образец не изменит цвет. Вы можете оттитровать образец на общую жесткость с помощью бюретки или тестового набора. Вы также можете измерить жесткость по кальцию отдельно от жесткости по магнию, регулируя pH и используя различные индикаторы.

Наборы для определения общей жесткости Hach Drop Count используют пипетку для добавления раствора ЭДТА в образец. Тестовый комплект модели HA-71A, в котором используется индикатор ManVer, лучше всего подходит для проб природной воды, особенно при наличии железа или марганца или при высокой щелочности. Модели тестовых наборов 5-B, 5-EP и 5-EP/MG-L, в которых используется реагент UniVer, лучше всего подходят для промышленных образцов, которые могут иметь высокие концентрации металлов, таких как медь. Другие наборы доступны для измерения жесткости по кальцию и магнию отдельно.

Наборы, использующие цифровой титратор, могут измерять концентрацию жесткости более точно, чем наборы для титрования по каплям. Это связано с тем, что цифровой титратор дозирует раствор ЭДТА очень маленькими порциями. В наборах с цифровым титратором используется индикатор ManVer.

Тестовые полоски также доступны для измерения твердости. На полосе появляется цвет, и полоса сопоставляется с диаграммой. На графиках показаны цвета для концентраций 0, 25, 50, 120, 250 и 425 частей на миллион или 1, 1,5, 3,7, 15 и 25 галлонов на галлон. Используйте тест-полоски, если общий диапазон жесткости достаточен. Тестовые полоски не следует использовать, когда требуется точная концентрация жесткости.

Если вам необходимо измерить жесткость в очень мягкой воде, где ожидается концентрация CaCO3 менее 4 мг/л, используйте колориметр, такой как колориметр DR/820, DR/850 или DR/890, или спектрофотометр, такой как спектрофотометр DR/2400, DR/2500 или DR/4000.

Кальций также можно измерять с помощью ионоселективного электрода, такого как кальциевый электрод модели ISE25Ca производства Radiometer Analytical. Электрод лучше всего использовать, когда цвет или мутность пробы мешают титрованию или колориметрическим методам.

Какая концентрация твердости считается твердой или мягкой?
Не существует единого мнения о том, какие именно концентрации считать твердыми или мягкими. В следующей таблице показаны классификации, используемые Министерством внутренних дел США и Ассоциацией качества воды. Другие организации могут использовать несколько иные классификации.

Классификация	мг/л	галлон на галлон
Мягкий	0 — 17	0 — 1
Slightly hard	17 — 60	1 — 3. возврат денег обмен Оплата при получении быстрая доставка 100% безопасность платежей