Виды жесткости и единицы ее измерения

Воду с растворенными в ней солями называют жесткой, а совокупность свойств такой воды - жесткостью. Согласно ГОСТ 6055 - 86 различают:

-*■ карбонатную жесткость - это совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней гидрокарбонатов кальция, магния и железа. Часто этот вид жесткости называют временной или устранимой;

-*■ некарбонатную жесткость - совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов кальция, магния и железа. Этот вид жесткости также называют постоянной или неустранимой;

-*■ общую жесткость, складывающуюся из карбонатной и некарбонатной жесткости. Она равна сумме концентраций ионов Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺.

Количественно жесткость воды в России выражают единицами жесткости. За единицу жесткости принимают жесткость воды в одном литре которой содержится один миллимоль эквивалент ионов Са или Mg (ммоль экв/л). Числовое значение жесткости, выраженное в ммоль/л, совпадает со значением в моль/м. Одна единица жесткости соответствует массовой концентрации ионов Са, равной 20,4 мг/л или ионов Mg, равной 12,15 мг/л.

По величине жесткости различают воду:

-> Очень мягкая (0-1,5 ммоль экв/л);

-> Мягкая (1,5 - 3,0 ммоль экв/л);

-> Среднежесткая (3,0 - 4,5 ммоль экв/л);

-> Довольно жесткая (4,5 - 6,5 ммоль экв/л);

-> Жесткая (6,5 -11,0 ммоль экв/л);

-»• Очень жесткая (свыше 11,0 ммоль экв/л).

Методы устранения и снижения жесткости воды

Устранение или снижение жесткости воды называют умягчением. Его осуществляют различными методами:

1. Термическая обработка воды.

Сущность метода заключается в предварительном нагревании воды до 70 - 80°С или ее кипячении. Метод позволяет устранить только временную (карбонатную) жесткость, обусловленную наличием в воде хорошо растворимых гидрокарбонатов кальция, магния и железа. При этом катионы Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ осаждаются в виде нерастворимых соединений. При термической обработке воды удается также снизить содержание в ней растворимых газов, т. к. их растворимость с увеличением температуры падает.

2. Химическая обработка воды (реагентный метод).

Этот метод позволяет устранить как временную жесткость, так и постоянную. Сущность его заключается в обработке воды специальными реагентами, образующими с ионами, вызывающими жесткость, малорастворимые соединения. К числу таких реагентов относятся: сода Na₂C0₃, известь негашеная СаО и гашеная Са(ОН)₂, различные фосфаты натрия (Na₃P0₄, Na₆P₆01₈) и др.

При обработке воды известью (гашеной или негашеной) происходит устранение ее временной жесткости и одновременное снижение ее щелочности. Процесс называется известкованием или декарбонизацией. Обработка известью позволяет связать и растворенный в воде углекислый газ. Использование фосфатов натрия предпочтительнее, так как образующие фосфаты кальция, магния и железа менее растворимы, чем соответствующие их карбонаты и гидроксиды.

Для одновременного устранения карбонатной и некарбонатной жесткости широкое распространение в промышленности получил известково - содовый метод: обработка воды смесью СаО и Na₂C0₃. Он становится еще более эффективным, если его проводить при нагревании, сочетая достоинства химического и термического методов.

3. Ионообменный метод.

Это современный физико-химический метод, широко используемый в промышленности. Использование его для умягчения и деминерализации воды позволяет не только уменьшить ее жесткость, но достичь ее глубокой очистки. Вода, подвергшаяся такой обработке, практически не содержит посторонних ионов.

Метод основан на способности некоторых веществ, не растворимых в воде, стехиометрически обменивать свои ионы на ионы внешней среды (воды, растворов электролитов). Вещества, обладающие такими свойствами, называют ионообменниками (ионообменными сорбентами) или сокращенно ионитами. Большинство ионитов -твердые, ограниченно набухающие вещества, аморфной или кристаллической структуры. Они состоят из каркаса (матрицы) и закрепленных на нем иогенных (активных функциональных) или комплексообразующих групп. Эти группы диссоциируют, давая полионы (фиксированные ионы, ковалентно связанные с каркасом) и эквивалентное число подвижных противоионов, способных к обмену и компенсирующих своими зарядами заряды полионов. По знаку заряду подвижных противоионов, т. е. по знаку заряду обменивающихся ионов, иониты делятся на катиониты, аниониты и амфолиты, по химической природе каркаса - на неорганические, органические и минерально -органические.

 

Приложение

Вода - одно из наиболее важных и распространенных химических соединений на нашей планете. Она является регулятором климатических условий на земле и универсальным растворителем в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Хорошая растворяющая способность воды, обусловленная полярностью ее молекул, приводит к тому, что в природе она чаще всего встречается не в виде индивидуального химического соединения, а в виде сложной многокомпонентной системы, в состав которой входят минеральный вещества, газы, коллоидные и крупнодисперсные частицы, а также различные микроорганизмы.

Определение физических и органолептических свойств

Внешний вид воды обусловливают ее физические свойства (запах, вкус, цвет, прозрачность, осадок, муть). Определение физических свойств воды имеет большое гигиеническое значение, так как наличие в воде постороннего запаха, привкуса, окраски может указывать на загрязнение воды посторонними веществами, кроме того, отталкивает потребителя, действуя на его эстетические чувства, даже если она безвредна.

Характер и интенсивность запаха определяют органолептически. Характер запаха определяют по ощущению воспринимаемого запаха.

Различают две группы запахов: -*■ запахи естественного происхождения

Обусловлены живущими и отмирающими в воде микроорганизмами, влиянием берегов, дна, почв, грунтов. Так, присутствие в воде растительных остатков придает ей землистый, илистый, или болотный запах. Если вода цветет и в ней содержатся продукты жизнедеятельности актиномицетов, то она имеет ароматический запах. Наличие сероводорода придает воде запах тухлых яиц. При гниении органических веществ в воде или загрязнении ее нечистотами возникает гнилостный, сероводородный или фекальный запах.

Обычно характер запаха воды описывается следующими терминами: ароматический (огуречный, цветочный); болотный (кислый, тинистый); гнилостный (фекальный, сточный); древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный.

-*• запахи искусственного происхождения

Возникают при загрязнении воды промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. Их характер определяют по названию тех веществ, запах которых они представляют: фенольный, камфорный, аптечный, хлорный, металлический.

Некарбонатную жесткость воды находят по разности:

Таблица 4. Оценка воды по величине жесткости.

Тип воды по величине жесткости	Величина единиц жесткости
Очень мягкая	0-1,5 ммоль экв/л
Мягкая	1,5 - 3,0 ммоль экв/л
Среднежесткая	3,0 - 4,5 ммоль экв/л
Довольно жесткая	4,5 - 6,5 ммоль экв/л
Жесткая	6,5 - 11,0 ммоль экв/л
Очень жесткая	свыше 11,0 ммоль экв/л

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: