• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Twardość wody

    Przeczytaj także...
    Miareczkowanie - chemiczna technika analizy ilościowej polegająca na dodawaniu roztworu - tzw. titranta z biurety w postaci kropel do roztworu zwanego analitem. Roztwory odczynników o znanym stężeniu (mianie) używane do miareczkowania nazywa się roztworami mianowanymi. Stężenia roztworów mianowanych wyraża się molowością (mol/l).Twardość niewęglanowa, zwana też trwałą to rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez sole wapnia i magnezu. Najczęściej są to siarczany dające trudny do usunięcia kamień gipsowy (np. CaSO4) oraz chlorki. Sole te mogą być naturalnie obecne w wodzie jak i powstawać wtórnie, np. w trakcie jej gotowania.
    Kwasy tłuszczowe – kwasy monokarboksylowe o wzorze ogólnym R-COOH (R oznacza łańcuch węglowodorowy, a COOH jest grupą karboksylową znajdującą się na końcu tego łańcucha).

    Twardość wody – cecha wody, będąca funkcją stężenia kationów wapnia (Ca) i magnezu (Mg) oraz opcjonalnie żelaza(II) (Fe) i manganu(II) (Mn).

    Podział twardości[]

    Sumę stężeń jonów Ca, Mg, Fe i Mn określa się jako twardość całkowitą (TH, z ang. total hardness) lub ogólną. Składają się na nią:

    ppm (ang. parts per million) - sposób wyrażania stężenia bardzo rozcieńczonych roztworów związków chemicznych. Stężenie to jest pochodną ułamka molowego i określa ile cząsteczek związku chemicznego przypada na 1 milion cząsteczek roztworu.Tlenek wapnia (wapno palone), CaO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków zasadowych zawierający wapń na II stopniu utlenienia.
  • twardość węglanowa (przemijająca, nietrwała) - która jest generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego - wodorowęglany
  • twardość niewęglanowa (trwała) – która jest generowana przez sole innych kwasów, głównie chlorki, ale też siarczany, azotany i inne.
  • Nazwa "twardość nietrwała" wynika z faktu, że wodorowęglany są nietrwałe termicznie i podczas ogrzewania przekształcają się do nierozpuszczalnych w wodzie węglanów, które wytrącają się z roztworu (jest to proces odwrotny do rozpuszczania w wodzie skał węglanowych w obecności CO2), np.:

    Gramorównoważnik (ekwiwalent stechiometryczny) – jednostka masy niezalecana przez IUPAC, ale niekiedy jeszcze używana w chemii, zwłaszcza w chemii analitycznej. Jednostki tej nie zaleca się stosować głównie ze względu na problemy z jej jednoznaczną definicją. Skrótem tej jednostki jest val, wal, eq i czasami w bardzo starych, polskich opracowaniach można też spotkać skróty Gr, G-r i g-r.Polska Norma (oznaczana symbolem PN) – norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną – Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.
    Ca + 2HCO3 ⇌ CaCO3 + H2O + CO2↑

    Natomiast chlorki, siarczany i azotany są trwałe i pozostają również po przegotowaniu wody.

    Wpływ twardości na właściwości wody[]

    Twardość wody ma wpływ na jej napięcie powierzchniowe. Im większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudniej jest za jej pomocą czyścić powierzchnie zabrudzone. Twarda woda wymaga stosowania większych ilości mydła, gdyż powoduje wytrącenie trudno rozpuszczalnych soli kwasów tłuszczowych i metali odpowiedzialnych za twardość wody.

    Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej o dużym znaczeniu gospodarczym, znane od czasów starożytnych.

    Duża, nietrwała twardość wody kotłowej stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. kamienia kotłowego.

    Skale twardości wody[]

    Twardość wody wyraża się w trzech różnych skalach:

  • stopniach niemieckich (°n lub °d) – 1 °n = 10,00 mg CaO w 1 litrze wody oraz 1 °n = 17,86 mg CaCO3 w 1 litrze wody
    w literaturze niemieckojęzycznej oznaczanych jako °dH (niem. Grad deutscher Härte),
    w literaturze angielskojęzycznej również oznaczanych jako równoważna skala dGH (ang. degrees of General Hardness – stopnie twardości ogólnej)
  • stopniach francuskich (°f) – 1 °f = 10,00 mg CaCO3 w 1 litrze wody
  • milivalach na litr (mval/l) – 1 mval = 1 miligramorównoważnik (0,5 milimol) jonów Ca oraz 1 mval = 50 mg CaCO3 w 1 litrze wody.
  • Jednostka 1 ppm określa 1 cząsteczkę CaCO3 na 1 milion cząsteczek roztworu.

    Azotany (nazwa systematyczna: trioksydoazotany(1−); w systemie Stocka: azotany(V)) − grupa związków chemicznych, sole i estry kwasu azotowego (HNO3).Wapń (Ca, łac. calcium; nazwa ta pochodzi od łacińskiego rzeczownika calx – wapno, co oznacza więc "metal z wapna") – pierwiastek chemiczny z grupy berylowców (metali ziem alkalicznych) w układzie okresowym.

    Twardość wody użytkowej[]

    Typowa twardość wody użytkowej (kranowej) wynosi ok. 10 °n. Twardość wody pitnej według norm polskich powinna wynosić 60–500 mg CaCO3/dm³

    Skala twardości wody[]

    Źródło

    Przypisy

    1. Francois de Dardel, Thomas V. Arden: Ion Exchangers. W: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2005, s. 27. DOI: 10.1002/14356007.a14_393.
    2. Tabela za: Hanns-J. Krause: Aquarienwasser. Diagnose, Therapie, Aufbereitung. 2. verbesserte Auflage, Neuauflage. bede-Verlag, Kollnburg 1993, ISBN 3-927997-00-5, s. 35
    3. Polska Norma PN-C-04554-01:1971 "Woda i ścieki. Badania twardości. Postanowienia ogólne i zakres normy" oraz nowsza PN-ISO 6059:1999 "Jakość wody. Oznaczanie sumarycznej zawartości wapnia i magnezu. Metoda miareczkowa z EDTA"
    Mydła – sole metali alkalicznych, głównie sodu, magnezu, litu, potasu i wyższych kwasów tłuszczowych o 12-18 atomach węgla (palmitynowy, stearynowy, oleinowy). Są związkami powierzchniowoczynnymi, zmniejszają napięcie powierzchniowe na granicy faz.Siarczany (nazwa systematyczna: tetraoksydosiarczany(2−); w systemie Stocka: siarczany(VI); dawn. witriole lub koperwasy) – sole lub estry kwasu siarkowego.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Magnez (Mg, łac. magnesium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to Mg, Mg oraz Mg.
    Kamień kotłowy – warstwa osadu węglanów wapnia (CaCO3) i magnezu (MgCO3), powstająca w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu, zawartych w wodzie, zwłaszcza twardej.
    Twardość węglanowa (przemijająca) – rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez wodorowęglany: wapnia, Ca(HCO3)2, i wodorowęglan magnezu, Mg(HCO3)2. Związki te przy ogrzewaniu wody rozkładają się do nierozpuszczalnych węglanów tworzących kamień kotłowy:
    Woda pitna – czysta woda, która nadaje się do spożycia (bez zagrożenia dla zdrowia). Powinna ona zawierać odpowiednią ilość soli mineralnych (dlatego woda destylowana, mimo wysokiej czystości, nie nadaje się do celów konsumpcyjnych), a nie zawierać zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych.
    Kation − jon o ładunku dodatnim (+). Indywiduum chemiczne występujące zawsze w obecności jonu o ładunku przeciwnym (anionu) w przypadku medium elektrycznie obojętnego (zasada zachowania ładunku). Kationy mogą być zarówno organiczne jak i nieorganiczne. Podczas elektrolizy stopionych soli jak i roztworów wodnych z rozpuszczoną substancją jonową, kationy podążają do elektrody ujemnej (o dodatnim potencjale) zwanej katodą.
    Mangan (Mn, łac. manganum) – pierwiastek chemiczny należący w układzie okresowym do grupy metali przejściowych.
    EDTA (kwas edetynowy, kwas wersenowy, komplekson II; łac. acidum edeticum) – organiczny związek chemiczny kwas polikarboksylowy i jednocześnie α-aminokwas. Z mocnymi zasadami tworzy sole werseniany. Jest szeroko stosowanym czynnikiem kompleksującym wiele kationów metali, takich jak Ca, Mg czy Fe. Zazwyczaj stosowany w postaci soli disodowej (wersenian disodowy) ze względu na jej większą rozpuszczalność w wodzie (tzw. komplekson III).

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.033 sek.