Жесткость воды определение: Как определить жесткость воды в домашних условиях?

Жесткость воды — происхождение, виды, единицы измерения

  • Жесткость воды – это химическое свойство, которое определяет объем имеющихся в жидкости солей магния и кальция. Эта характеристика — одна из главных при определении качества воды. Как узнать жесткость воды? Она выявляется на основе проведенных анализов по определению степени пригодности воды для употребления человеком и использования в бытовых нуждах. Чем выше содержание солей, тем жидкость более жесткая.

    Знание этой важной характеристики воды сохранит здоровье, красоту и продлит работу используемой техники.

    Классификация воды по жесткости

    Официальная международная единица измерения, используемая в системе СИ – моль на метр кубический. В нашей стране жесткость измеряют в градусах жесткости. Но часто эта характеристика выражается в объемной доле или массовым числом.

    Чаще всего используется следующая единица: мг-экв. /л или миллиэквивалент на литр.

    Воду классифицируют на 4 типа:

    — Меньше 2 мг-экв./л – мягкая;

    — От 2 до 4 мг-экв./л – нормальная;

    — От 4 до 6 мг-экв./л – жесткая;

    — От 6 мг-экв./л – очень жесткая.

    Эта классификация называемая американской.

    Влияние жесткой воды на здоровье человека и домашних животных

    Какой вред приносит жесткость воды? Чем выше показатель жесткости, тем мощнее вредное воздействие.

    1. Жесткая вода содействует возникновению мочекаменной болезни. Соли из воды полностью не выводятся из органов человека.

    2. Вода с высоким коэффициентом жесткости сушит кожный покров из-за возникновения «мыльных шлаков». Они не позволяют мылиться моющим средствам, не растворяясь в жесткой воде. Результат – закупоривание пор, вследствие чего возможен зуд, жжение, воспаление кожи.

    3. На волосах разрушается жировая пленка, имеющая естественный характер. Волосы выглядят «не живыми», возникает зуд кожи головы, перхоть, возможно чрезмерное выпадение волос.

    4. Время приготовления пищи увеличивается.

    5. Аналогично жесткая вода действует и на домашних питомцев: появление мочекаменной болезни, проблемы с кожей, шерстью.

    Влияние жесткой воды на бытовую технику

    1. Наличие солей отрицательно сказывается на отмывании грязи разного происхождения. Расход средств увеличивается.

    2. На посуде, сантехнике образуются разводы, твердый налет, плохо отмываемый и способствующий разрушению поверхности предметов.

    3. В электроприборах в процессе нагревания соли кристаллизируются (накипь), что способствует ускоренному выходу приборов из строя.

    4. Возможно появление пятен, разводов на выстиранных вещах, потускнение цвета, рисунков. Ткань становится неэластичной, грубой.

    5. Водопроводные трубы, трубы тепло коммуникаций, крупные приборы общего пользования также страдают от жесткой воды.

    Определение жесткости воды

    Самый точный метод определения общей жесткости воды – сдать анализы в лабораторию, например в СанЭпидемСтанцию.

    Как узнать жесткость воды в домашних условиях? Можно приобрести в магазинах, где продаются кофе-машины или в зоомагазинах специальные тест-полоски. Они опускаются в воду. Цвет реагента, нанесённого на полоску, меняется.

    Простой, но не точный метод состоит в следующем. При мытье рук мыло пенится быстро – вода мягкая. Если пенообразование не явное, то вода может быть жесткой.

    Для устранения жесткости воды в домашних условиях можно использовать различные фильтры.

    Для питья и приготовления пищи самый удобный способ – приобретение бутилированной воды, такой как «Королевская вода», отвечающая всем необходимым для потребления характеристикам.

     



  • Вам будет интересно


    •  Как понять, что организму не хватает воды
    •  Источники питьевой воды
    •  Какая вода полезнее — кипяченая или сырая
    •  Методы определения качества питьевой воды

Как определить жёсткость воды в домашних условиях

12 июля 2021

Ликбез

Советы

Понадобится буквально пара минут.

Жёсткой называют воду с повышенным содержанием минеральных солей, преимущественно кальция и магния. Соли легко выпадают в осадок и создают налёт.

Этот налёт затрудняет работу бытовой техники, например посудомоечных или стиральных машин, и может даже привести к их поломке. А ещё из‑за него быстро желтеют белоснежные ванны и раковины, а хромированная поверхность смесителей покрывается некрасивыми разводами.

Самый надёжный способ выяснить, насколько жёсткая вода течёт из вашего крана, — отправить пробирку с образцом жидкости на лабораторное исследование. Узнать адреса лабораторий можно в справочной службе вашего регионального подразделения «Водоканала».

Но жёсткость воды определяют и самостоятельно. Вот четыре простых и быстрых способа это сделать.

1. Попробуйте тест‑полоски

Что понадобится

  • Тест‑полоски для определения жёсткости воды. Их можно купить в зоомагазинах и центрах по продаже бытовой техники. Альтернатива — полоски для определения кислотно‑щелочного уровня (pH) жидкости.
  • Стакан.

Что делать

Налейте в стакан воду, жёсткость который хотите измерить. Опустите в жидкость бумажную индикаторную полоску с нанесёнными на неё квадратиками‑реагентами.

Кадры: @Просто Сидоров / YouTube

Вытащите полоску и подождите около минуты (точная длительность обозначена в инструкции). Под действием минеральных солей начинается химическая реакция, и цвет на квадратиках‑индикаторах теста изменится.

Кадр: @Просто Сидоров / YouTube

Чтобы определить жёсткость воды, сравните цвет в окошках индикаторов с образцом в инструкции.

Если вы пользуетесь полосками для определения pH, запомните общее правило: чем жёстче вода, тем более она щелочная — то есть тем выше значение pH. Как правило, мягкая вода имеет pH менее 7, жёсткая — выше 8,5.

2. Купите прибор‑солемер

У этого гаджета есть два электрода, которые необходимо опустить в воду. Электроды создают поток электронов и фиксируют электропроводность жидкости, которая тесно связана с количеством солей магния и кальция.

Кадр: @Sergey MW / YouTube

Что понадобится

  • Солемер.
  • Стакан или любая другая ёмкость.

Что делать

Налейте в стакан воду, жёсткость которой хотите измерить, и опустите в неё электроды солемера.

Прибор переведёт электропроводность жидкости в единицы измерения жёсткости воды, принятые в той или иной стране, и покажет полученный результат на экране.

В РФ единицей измерения выступает так называемый градус жёсткости (°Ж), он же — 1 мг‑экв./л. Солемеры, сертифицированные в РФ, работают именно в этой системе.

Жёсткой считается вода с показателем более 10 °Ж. Значение от 2 до 10 °Ж соответствует воде средней жёсткости.

3. Используйте хозяйственное мыло

Этот способ основан на одной из ключевых особенностей жёсткой воды: в ней плохо образуется мыльная пена. Он потребует проведения небольшого химического эксперимента.

Что понадобится

  • Хозяйственное мыло.
  • Тёрка.
  • Электронные кухонные весы.
  • Чайная ложка.
  • Дистиллированная вода. Её можно купить в магазинах хозтоваров или на заправках.
  • Высокий стакан.
  • Линейка.
  • Мерный стакан ёмкостью 1 л или литровая банка.

Что делать

Натрите чуть‑чуть хозяйственного мыла на тёрке и отмерьте на весах ровно 1 г. Если вдруг весов у вас нет, ориентируйтесь на объём: измельчённое мыло займёт примерно половину чайной ложки без горки.

Кадр: @Sergey MW / YouTube

Поместите мыло в стакан и добавьте 3–4 столовые ложки подогретой дистиллированной воды. Аккуратно, чтобы не образовалось много пены, размешайте до полного растворения.

Затем, пользуясь линейкой, долейте дистиллированную воду до высоты (в миллиметрах), равной проценту содержания жирных кислот в мыле. Например, если вы взяли стандартное мыло с надписью 72%, высота воды в стакане должна составить 72 мм. Учитывайте, что поддон стакана тоже имеет некоторую толщину, поэтому измеряйте столб воды от донышка, а не от поверхности стола.

Кадры: @Sergey MW / YouTube

Ещё раз осторожно перемешайте мыльный раствор. Аккуратно снимите пену, если она образовалась. Теперь в каждом сантиметре водяного столба оказалось столько мыла, чтобы связать все соли жёсткости в 1 л дистиллированной воды, если их концентрация составляет 1°dH (немецкий градус жёсткости).

Наберите 0,5 л холодной воды из‑под крана в мерный стакан или банку. Тонкой струйкой вливайте в ёмкость мыльный раствор и плавно помешивайте, пока не заметите, что на поверхности жидкости образовалась устойчивая белая пена. Её появление означает, что мыло полностью связало соли жёсткости.

Кадры: @Sergey MW / YouTube

Измерьте высоту оставшегося в стакане мыльного раствора и вычтите её из исходной высоты. Так вы выясните, сколько сантиметров раствора перелили в мерную ёмкость.

Каждый сантиметр перелитого раствора связал в полулитре водопроводной воды количество солей жёсткости, соответствующее 2 °dH. Это значит, что если для образования пены понадобилось перелить, например, 6 см раствора, жёсткость воды из‑под крана составляет 12 °dH.

Чтобы перевести немецкие градусы в используемые в РФ, можно воспользоваться онлайн‑калькулятором на сайте «Мосводоканала». 12 °dH = 4,3 °Ж, что соответствует воде средней жёсткости.

4. Воспользуйтесь зеркалом

Этот способ позволит предположить, насколько жёсткая вода течёт из крана. Но не даст конкретного значения.

Что понадобится

  • Зеркало.
  • Пипетка.
  • Дистиллированная или кипячёная вода.

Что делать

С помощью пипетки нанесите на горизонтальную зеркальную поверхность по капле воды из‑под крана и дистиллированной. Дождитесь, пока жидкость испарится. А затем проанализируйте оставшиеся на стекле два пятнышка с осадком.

Чем более насыщенным является осадок от водопроводной воды, чем сильнее он отличается от почти незаметного следа дистиллированной, тем выше жёсткость.

Читайте также 🧼🧹🚿

  • 20 новых способов использовать чистящие средства, которые уже есть дома
  • Как быстро почистить ванну, не испортив её
  • Как отбелить тюль без специальной бытовой химии
  • Как почистить душевую лейку: 6 простых способов
  • Как почистить посудомоечную машину

Хлорид, соленость и растворенные твердые вещества

Все природные воды содержат некоторое количество растворенных твердых веществ (соленость) из-за контакта с почвой, камнями и другими природными материалами. Однако слишком много и растворенные твердые вещества могут ухудшить использование воды. Неприятный вкус, высокие затраты на очистку воды, накопление минералов в водопроводе, образование пятен, коррозия и ограниченное использование для орошения относятся к числу проблем, связанных с повышенными концентрациями растворенных твердых веществ.

Концентрация растворенных твердых веществ в воде представляет собой сумму всех веществ, органических и неорганических, растворенных в воде. Это также называется «общее количество растворенных твердых веществ» или TDS. Кальций, магний, натрий, калий, бикарбонат, сульфат, хлорид, нитрат и диоксид кремния обычно составляют большую часть растворенных в воде твердых веществ. Комбинации этих ионов, например, натрия и хлорида, образуют соли, а соленость — еще один термин, обычно используемый для описания содержания растворенных твердых веществ в воде.

Источники/использование: общественное достояние.

Засоление — накопление солей в почве до уровня, вредного для растений, — является мировой проблемой и затрагивает около четверти орошаемых земель в Соединенных Штатах. Последствия включают снижение урожайности и ограничения на виды культур, которые можно выращивать. Хлопок, например, является одной из самых солеустойчивых культур, выращиваемых в Калифорнии. (Фото: Гэри Баньюэлос, USDA ARS)

Общее количество растворенных твердых веществ можно контролировать в режиме реального времени в поверхностных и подземных водах путем измерения их суррогатной удельной проводимости. Удельная проводимость измеряет способность воды проводить электрический ток. Эта способность увеличивается с количеством растворенных ионов в воде.

Концентрация растворенных твердых веществ в воде может быть настолько высокой, что вода становится непригодной для питья, орошения или других целей. Концентрации, превышающие рекомендуемое значение для питьевой воды 500 мг/л, придают воде неприятный соленый вкус. Повышенные концентрации растворенных твердых веществ в системах водоснабжения могут способствовать коррозии сантехнических приборов и сокращению срока службы оборудования.

При использовании для орошения вода с высоким содержанием растворенных твердых веществ может снизить урожайность, поскольку растворенные соли затрудняют извлечение растениями воды из почвы. Растворенные твердые вещества в воде для орошения могут вызвать накопление солей в почве и водоносных горизонтах и ​​в конечном итоге сделать землю непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур.

Используйте интерактивные картографы , чтобы изучить нагрузки и стоки растворенных твердых веществ в реке и определить важность различных источников загрязняющих веществ в конкретном речном бассейне.

 

Что вызывает высокое содержание растворенных твердых веществ?

Высокие концентрации растворенных твердых веществ более вероятны в грунтовых водах, чем в поверхностных. Это связано с тем, что когда подземные воды проходят через породы и отложения, составляющие водоносный горизонт, некоторые минералы в этих породах и отложениях растворяются — процесс, называемый «выветриванием». Подземные воды, которые долгое время находились в водоносном горизонте, имели больше времени для реакции с материалами водоносного горизонта и выветривания, чем подземные воды, которые недавно пополнились.

Возраст подземных вод является лишь одним из факторов, влияющих на концентрацию растворенных твердых веществ. Другие факторы включают климат, геологию и деятельность человека.

Климат влияет на концентрацию растворенных твердых веществ в грунтовых водах посредством осадков, испарения и пополнения грунтовых вод. В засушливых районах, где мало осадков и высока скорость испарения, меньше воды, разбавляющей продукты выветривания горных пород. Испарение неглубоких грунтовых вод, где уровень грунтовых вод находится близко к поверхности земли, также приводит к концентрации растворенных твердых веществ в грунтовых водах в засушливых регионах. Климатические различия распространяются на широкие пространственные масштабы и приводят к широким региональным закономерностям концентраций растворенных твердых веществ. Следовательно, повышенные концентрации растворенных твердых веществ, как правило, выше в грунтовых водах в засушливой западной части США, чем во влажном востоке. При исследовании подземных вод в основных водоносных горизонтах в девяти регионах США самые высокие концентрации растворенных твердых веществ в подземных водах были измерены в основных водоносных горизонтах Денверского бассейна, Хай-Плейнс и Юго-Западного бассейна.

Геология влияет на концентрацию растворенных твердых веществ, потому что некоторые типы горных пород легче выветриваются, чем другие. Некоторые осадочные породы, такие как сланцы, карбонатные породы и эвапориты, более растворимы и легче выветриваются, чем богатые кварцем песчаники или кристаллические породы, такие как граниты. Геология может варьироваться в региональном и местном масштабе и даже может меняться в зависимости от глубины водоносного горизонта.

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Чрезмерное орошение, особенно в засушливых районах, может увеличить концентрацию солей в неглубоких водоемах из-за смывания концентрированных солей в почве с уровнем грунтовых вод. (Источник: Джефф Вануга, USDA NRCS)

Деятельность человека может влиять на концентрацию растворенных твердых веществ в грунтовых водах. Откачка подземных вод может вытягивать глубокие соленые воды вверх на небольшие глубины или с побережья в пресноводные водоносные горизонты. Орошение может увеличить концентрацию растворенных твердых веществ в грунтовых водах несколькими способами, особенно в засушливых регионах. Когда поливная вода испаряется или поглощается растениями, она оставляет растворенные в ней соли в почве. Избыток воды для орошения может смыть минералы, накопившиеся за тысячи лет в почве и зоне ненасыщения, на уровень грунтовых вод. Орошение может поднять уровень грунтовых вод близко к поверхности земли, так что прямая эвапотранспирация неглубоких грунтовых вод может еще больше концентрировать растворенные твердые вещества. Деятельность человека может добавлять растворенные твердые вещества в подпитку подземных вод. Моющие средства, умягчители воды, удобрения, дорожная соль, городские стоки, а также животные и человеческие отходы содержат повышенные концентрации растворенных твердых веществ, которые попадают в грунтовые воды при сбросе сточных вод, септических системах или непосредственном нанесении на поверхность земли. В результате концентрации растворенных твердых веществ с большей вероятностью будут высокими в неглубоких, недавно пополненных грунтовых водах вблизи уровня грунтовых вод под городскими, пригородными или сельскохозяйственными районами, чем в неглубоких грунтовых водах под неосвоенными территориями или в более глубоких грунтовых водах.

     ►   ​​ Узнайте больше о растворенных твердых веществах и процессах, вызывающих их подъем в подземных водах в основных водоносных горизонтах.

 

Урбанизация и хлориды — проблема ручьев и грунтовых вод

Хлор — основной компонент растворенных твердых веществ. Использование дорожной соли — хлорида натрия, того же химического вещества, что и поваренная соль, — для борьбы с обледенением является основным искусственным источником хлорида для поверхностных и грунтовых вод. Применение дорожной соли в США утроилось с 19 века.70-х годов, в то время как другие виды использования соли остались стабильными или сократились.

Концентрация хлоридов в ручьях США увеличивается, особенно в городских районах, пострадавших от снега. Повышенные концентрации хлоридов в ручьях могут быть токсичными для некоторых водных организмов. Кроме того, присутствие хлоридов увеличивает потенциальную коррозионную активность воды. Коррозия в системах водоснабжения влияет на инфраструктуру и качество питьевой воды.

     ►  Узнайте больше о коррозии.

Хлор также вызывает беспокойство в подземных водах, и его концентрация возрастает во многих водоносных горизонтах США
В системе ледниковых водоносных горизонтов, которая простирается на севере Соединенных Штатов, концентрации хлоридов были самыми высокими в неглубоких грунтовых водах под городскими районами, в некоторых случаях превышение нормы для питьевой воды 250 мг/л по вкусу и запаху. В условиях маловодья, когда грунтовые воды являются основным источником воды для ручьев, высокие концентрации хлоридов в грунтовых водах в этой системе водоносных горизонтов могут привести к тому, что хлориды в ручьях превысят критерий хронической водной среды, разработанный для защиты рыбы и других водных организмов.

 

Высокие концентрации растворенных твердых веществ могут указывать на другие проблемы

Источники/использование: общественное достояние.

Ионы кальция и магния имеют тенденцию осаждаться в виде минеральных твердых частиц на поверхности труб и особенно на горячих поверхностях теплообменников котлов. Возникающее в результате образование накипи может препятствовать потоку воды в трубах и снижать эффективность нагревательных элементов.93–2009)

Высокие концентрации растворенных твердых веществ иногда сопровождаются другими неприятными компонентами. Например, вода с высоким содержанием растворенных твердых веществ обычно является жесткой, поскольку кальций и магний — два элемента, определяющие жесткость воды, — являются двумя основными компонентами растворенных твердых веществ в подземных водах. Жесткая вода плохо реагирует с мылом и иногда оставляет накипь в трубах и водонагревателях. Хотя высокое содержание растворенных твердых веществ само по себе не является проблемой для здоровья, иногда оно может указывать на наличие повышенных концентраций мышьяка, урана, радия или других микроэлементов в грунтовых водах. Таким образом, наличие большого количества растворенных твердых веществ в питьевой воде может указывать на то, что может потребоваться тестирование более широкого круга компонентов для оценки возможных рисков и определения вариантов снижения этих рисков.

     ►   ​​ Узнайте больше о неприятных компонентах, которые могут вызывать проблемы со вкусом и запахом питьевой воды.

Что такое общая жесткость? — Определение из Corrosionpedia

Рассмотрено

Рагвендра Гопал

|
Последнее обновление: 1 июня 2021 г.

Что означает общая жесткость?

Общая жесткость – это показатель содержания минералов в пробе воды, который необратим при кипячении.
Более конкретно, общая жесткость определяется концентрацией поливалентных катионов в воде. Эти катионы имеют положительный заряд выше 1+. Обычно катионы имеют заряд 2+. Наиболее распространенными катионами в жесткой воде являются Mg2+ и Ca+.

Жесткая вода не представляет серьезного вреда для здоровья человека. Однако вода с высоким уровнем жесткости может вызвать серьезные проблемы в промышленных условиях, где жесткость воды обычно контролируется для предотвращения дорогостоящих отказов таких компонентов, как градирни, бойлеры и другое оборудование, содержащее воду или технологическую воду.

Высокая общая жесткость может привести к ненормальному помутнению и образованию накипи. Однако слишком низкий уровень жесткости может сделать воду агрессивной и агрессивной. Таким образом, отрасли промышленности, использующие оборудование и машины, работающие с водой, должны обеспечить поддержание уровня общей жесткости на соответствующем уровне, чтобы вода не стала коррозионно-агрессивной.

Реклама

Corrosionpedia объясняет общую жесткость

Хотя жесткость в основном обусловлена ​​растворенными минеральными соединениями кальция и магния, другие ионы, такие как железо и марганец, также могут в небольших количествах способствовать жесткости. Жесткость карбоната кальция измеряется в миллиграммах на литр (мг/л) или в гранах на галлон (гпг). Уравнение Hardness = 2,497 (Ca) + 4,118 используется для измерения твердости (Mg). В результате изменения в пуле магния оказывают большее влияние на жесткость, чем изменения в пуле кальция.

Для измерения содержания магния и кальция в жесткой воде можно использовать различные меры и наборы. Эти два важных минерала являются основной причиной жесткости воды. Водные системы, в которых в качестве источника используются подземные воды, в большей степени связаны с жесткостью воды, поскольку вода, проходя сквозь горные породы и почву, растворяет небольшое количество встречающихся в природе минералов, перенося их в подземные воды.