Что такое карбоновая вода

Нас с вами интересует первый вариант, потому что именно он является карбонатной жесткостью. У нее волнообразный сезонный характер. Дело в том, что гидрокарбонаты «подмешиваются» в природную воду во время ее протекания через горные породы типа известняков, гипса или доломитов. Если вода поверхностная, самый высокий процент «подмешивания» происходит зимой: зимняя вода относительно жестче. Меньше всего гидрокарбонатов в весенней воде, особенно во время половодья и паводков: идет серьезная разбавляющая добавка талых и дождевых вод.

Вам будет интересно: Что такое эндосперм. Характеристика, особенности формирования и функции эндосперма.

Подземные природные воды, в отличие от поверхностных, более жесткие и постоянные по своему составу: от сезонов они никак не зависят.

Единицы измерения карбонатной жесткости воды в России и за рубежом

В единицах измерения удивительная международная путаница. Удивительная потому, что способы и единицы измерения других процессов или предметов приведены под единые международные измерительные системы давным-давно. Этим делом занимаются многочисленные метрологические международные и национальные организации. Почему карбонатная жесткость и другие свойства воды измеряются до сих пор в каждой стране по-своему, остается только гадать. Судите сами:

Вам будет интересно: Отходчивая — это как? Важно ли уметь прощать?

В России это градус жесткости — 1°Ж. Согласно стандарту ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости» один российский градус жесткости равен концентрации щелочноземельного металла, равной ½ его ммоль/л. 1°Ж – 1 мг-экв/л.

Теперь единицы измерения в странах в сравнении по количеству гидрокарбонатов в кубическом дециметре воды:

• Россия: 1°Ж = 20 мг Са² или 12 мг Mg²;
• Германия: 1°DH = 1 мг СаО;
• Великобритания: 1°Clark = 10 мг СаСО³ в 0,7 дм³ воды;
• Франция: 1°F = 10 мг СаСО³;
• США: 1°ppm = 1 мг СаСо³.

С этим международным хаосом справиться можно. На многих сайтах, посвященных воде, встроены специальные таблицы и калькуляторы для перевода данных из одной системы единиц измерения в другую. Чтобы понять, к примеру, какая карбонатная жесткость приемлема для экзотических золотых рыбок со всеми данными во французском сертификате.

Нормативы содержания солей в воде

• Сначала рекомендации Всемирной организации здравоохранения:

По жесткости воды, включая карбонатную жесткость, ВОЗ никаких рекомендаций не дает. Лимиты указаны только для содержания двух щелочноземельных металлов: кальций в пределах 20–80 мг/л, а магний в пределах 10–30 мг/л.

• Российские водные нормативы конкретнее и жестче:

Жесткость воды не должна превышать 7°Ж, содержание магния — не выше 50 мг/л, а в отношении кальция никакие пределы не указываются.

• Теперь российский норматив СанПиН 2.1.4.1116-02, определяющий, какой карбонатной жесткостью воды должна обладать бутилированная вода в рамках их физиологической ценности:

Кальций допускается в очень широких пределах 20–130 мг/л; магний определен с лимитами 5,0 – 65,0 мг/л; жесткость воды допускается в границах 1,5 — 7,0°Ж. Обратите внимание, что ни один показатель не имеет нижней границы с нулевым уровнем. Это означает, что в любой марке питьевой воды должны присутствовать жесткость общая и карбонатная. Об этом чуть ниже.

Виды и свойства жесткой воды

Природные воды в основном характеризуются общей жесткостью, поэтому они делятся на группы по этому критерию:

• очень мягкая вода с содержанием солей не выше 1,5 мг-экв/л;
• мягкая вода с концентрацией солей в пределах от 1,5 до 4 мг-экв/л;
• вода средней жесткости с лимитами 4–8 мг-экв/л;
• жесткой вода является при содержании солей от 8 до 12 мг-экв/л;
• очень жесткой вода признается, если в ней находится больше 12 мг-экв/л.

Теперь внимание, несколько слов об одной очень простой химической реакции. Если прокипятить воду с растворенными в ней гидрокарбонатными солями, эти соли потеряют свою приставку «гидро» и превратятся в обычные карбонатные соли. А карбонатные соли никогда не были растворимыми, они формируются в виде осадка – той самой накипи, которую мы так не любим на дне чайника.

О накипи

В любой природной воде обязательно присутствуют хорошо растворимые гидрокарбонаты, которые при кипячении дадут нам накипь. Самое интересное, что любая бутилированная питьевая вода хорошего качества тоже даст нам накипь при кипячении. Так что тем, кто ошибочно полагает, натуральная родниковая вода не должна давать осадка при кипячении, пора освобождаться от этого стереотипа.

Не нужно бояться накипи, это вполне естественный химический процесс для любой качественной воды. Более того, если купленная вами бутилированная вода вообще не дает накипи, нужно проверить ее на содержание кальция и магния: скорее всего, их там нет в нужном количестве. Вы ведь покупали не дистиллированную воду, верно?

Настоящие жертвы жесткой воды: трубы, стояки и котлы

Соли магния и кальция выпадают осадком не только при кипячении, но и при обычных условиях. Вспомните белый налет на смесителях и трубах в ванной комнате. Это лишь то, что видно вашему глазу. А вот водопроводные трубы крупного калибра, котлы и стояки могут быть покрыты с внутренней стороны серьезным слоем известкового налета. Ни к чему хорошему он не приведет: трубы будут перегреваться и выходить из строя из-за свищей и формирования весьма неприятной подшламовой коррозии.

С другой стороны, слишком мягкая вода в водопроводной сети также принесет неприятности в виде коррозии металлических труб. Так что все хорошо в меру: умеренный уровень солей в воде в сочетании с контролем состояния внутренних стенок магистральных водных трубопроводов.

Ну а самый лучший способ решения «трубной» проблемы – производство и использование водопроводных труб из новых композитных материалов.

Способы умягчения воды

• Самый простой и чудесный метод – элементарное кипячение воды, о котором было написано выше.
• Простейший химический способ – добавить гашенной извести.

Если два первых метода относились к карбонатной жесткости, то с постоянной жесткостью бороться сложнее. Но и это вполне реально:

• Вымораживание льда. Нужно не до конца заморозить воду и слить оставшиеся примерно 10%. Лед разморозить, он будет свободен от солей.
• Перегонка с испарением воды, так как соли не являются летучими веществами.

Теперь промышленные технологии избавления:

• Действие магнитных полей.
• Промышленная катионная очистка с реагентами и последующим определением карбонатной жесткости.
• Самый эффективный способ – осмос с фильтрами для обмена ионами, в результате чего «жесткие» соли заменяются на «мягкие».

Жесткая вода и мифы о здоровье

Карбонатная жесткость воды негативно влияет на кожу: при умывании она ее сушит кожу. В такой воде плохо образуется пена при использовании мыла или других моющих веществ. Эти факты многократно проверенны и стоит принять их во внимание.

А вот с двумя другими «страшилками», связанными с потреблением воды с высокой карбонатной жесткостью, необходимо разобраться. Речь о поражении кожи в форме экземы и мочекаменной болезни – двух самых популярных заболеваниях, приводимых производителями бутилированной воды и водных фильтров для очистки.

Формулировки в таких источниках осторожные: «есть данные, что высокая жесткость способствует образованию мочевых камней…». А если заглянуть в профессиональные ресурсы для клинических врачей, то там вполне ясные. Большинство исследований свидетельствуют о том, что жесткость потребляемой воды никак не влияет на риск образования камней.

Такая же история с экземой и диатезом у детей. Одним словом, читайте медицинские ресурсы.

Вода для аквариума и ее показатели

Для обитателей аквариумов важны оба вида жесткости воды: и постоянная, и временная карбонатная.

Многочисленные тесты определения качества аквариумной воды выпускаются для определения постоянной жесткости – уровня ионов Ca++ и Mg++.

Нормативы карбонатной жесткости в аквариуме являются обязательными, так как играют важнейшую роль в жизни рыб.

Жесткость воды в аквариуме должна находится в пределах 3-15°Ж.

Важно помнить, что обитатели аквариума активно потребляют кальций, поэтому его концентрация будет постоянно снижаться. Это нужно контролировать и поддерживать норму состава аквариумной воды также постоянно.

В качестве заключения хочется пожелать читателям грамотного и взвешенного отношения к своему здоровью. Это означает информационную независимость и умение делать собственные выводы о том, как себя вести и какую воду пить.

Источник

Карбонатная жесткость воды

Представить себе жизнь без воды сегодня невозможно. Любой человек использует ее каждый день, не обходится без воды и производство. Во многих технологических процессах воду используют постоянно. Производство микросхем, даже абразивные чистки применяют воду с завидным постоянством. И можно смело утверждать, что без качественной воды сегодня не продержаться на рынке. Что касается обычных потребителей, то вода плохого качества влияет на здоровье. Негативно влияет. Снижает качество обработки продуктов и многое-многое другое.

В чем причина плохого качества воды? Что делает ее жесткой? Сразу нужно уточнить, что варианты загрязнения могут быть самыми разными. От банальной грязи и твердых примесей, до невидимых органических примесей, которые могут сделать воду вирусоносной, жесткой или железистой.

Способов смягчения жесткой воды на сегодня идентифицировано несколько. Что вообще понимают под термином «жесткость»? Это такая характеристика воды, которая подразумевает под собой наличие в воде определенного размера включений солей кальция и магния.

Карбонатная жесткость воды подразумевает наличие в воде карбонатных солей. Это как раз и есть соли кальция и магния. Жесткость может быть и сульфатной. Но в большинстве случаев встречается именно карбонатная. А это практически 98 процентов случаев. Потому и будем уделять карбонатной жесткости воды больше всего внимания.

Итоговое содержание солей в воде именуют жесткостью. Даже если быть совсем точной, то это общая жесткость. Для жизни это один из самых важных факторов. Для производства также есть большое значение в этом показателе. Для тех, кто держит аквариум, карбонатная жесткость воды также является важным показателем. Т.к. в очень некачественной воде рыбы жить не смогут. Данный показатель подвергается постоянному контролю. Даже пресную воду следует различать по жесткости.

Общую жесткость делят на два подвида постоянную и временную. Эти виды также могут называться карбонатной, то есть временной и некарбонатной, то есть постоянной.

Карбонатную жесткость воды образуют гидрокарбонаты и карбонаты кальция и магния, о которых говорилось выше, при показателе кислотно-щелочного баланса, равного 8,3. Некарбонатную жесткость образуют кальциевые и магниевые соли сильнодействующих кислот.

Соли, образующие жесткость, ведут себя по-разному в воде. Одни при нагреве выпадают в осадок, другие полностью растворяются. Это и послужило признаком иерархии. Соли, которые создавали малорастворимый осадок, создали временную жесткость, то есть устранимую. Те же соли, которые растворялись в воде, образовали постоянную жесткость.

Более или менее с начальными понятиями определились. Теперь рассмотрим более подробно про снижение жесткости воды и узнаем, какие вещества и как образуют столь нужную нам для рассмотрения карбонатную жесткость воды.

Временная жесткость воды присутствует вместе с двухвалентными катионами кальция, магния и железа, а также бикарбонатных и гидрокарбонатных анионов. Стоит такую воду нагреть, и гидрокарбонаты разлагаются. На смену им приходят – малорастворимый карбонатный осадок, вода и углекислый газ.

Когда говорят об устранении жесткости в воде, то имеют в виду именно карбонатную жесткость воды. Ее можно устранить из воды, т.к. ее составляющие вступают в реакцию. Это временное явление и даже прокипятив воду, жесткость можно убрать, правда, тогда все прелести такой воды в виде накипи осядут на стенках оборудования.

Ну и постоянная жесткость остается в воде и после кипячения. Источники ее создания, это сульфаты, силикаты, хлориды и нитраты. На постоянную жесткость нельзя повлиять. Правда, при устранении карбонатной жесткости воды уменьшается количество и постоянной.

Что понимают под временной и постоянной жесткостью мы разобрались. Какие же на сегодня существуют варианты устранения карбонатной жесткости? Можно ли без лишних расходов сделать это в домашних условиях? И почему так вредная некачественная вода?

О накипи можно слагать легенды. Каждый из нас лицезрел ее на стенках чайника, кастрюль, не знал как с ней справится, когда она покрывает прочным слоем сеточку крана. Чего и говорить, но жесткая вода в домашних условиях, одна из самых больших проблем любой хозяйки. Времени на устранение уходит очень много, денег при этом не меньше, и бытовые приборы страдают от устранения налета не меньше, чем от самой накипи.

Но кроме бытовых проблем, данные методы устранения жесткости воды доставляют огромное количество неприятностей промышленности. Котельные, металлургия, микроэлектроника, химическая промышленность, теплоэнергетика. Все эти отрасли обойтись без качественной воды не могут. Качественная вода предполагает в дальнейшем производство качественной продукции.

И естественно очистка воды является главным производственным элементом в пищевой промышленности. Нельзя произвести вкусную и полезную воду, когда ее плохо очистили. Поэтому что дома в своей квартире, что на промышленном производстве умягчению воды следует уделять достаточно внимания.

Кроме умягчения можно бороться просто с накипью. Для этого достаточно устранять налет своевременно. Но проводить такие процедуры нужно постоянно и использовать для этого агрессивные средства или специальные механические приборы, которые позволят очистить даже самый толстый слой накипи.

Способы определения карбонатной жесткости воды

Как и у каждой чистки, у очищения накипи есть масса недостатков. Мало того, что расходы на приобретение средств становятся постоянными и не малыми, так еще и бытовые приборы не так просто чистить. Да и поверхности никогда уже не будут по-прежнему гладкими. И естественно с каждым устранением накипи, поверхность будет становиться все более испорченной, а новые отложения будут образовываться быстрее. Может начать развиваться коррозия. Чтобы этого не произошло, давайте узнаем какие применяются способы для определения карбонатной жесткости воды.

Что у самой воды, что у накипи есть несколько особенностей, делающих их образование крайне неприятным. Некачественная вода плохо растворяет моющие средства. И это притом, что мы все моем в воде. Такая особенность вызывает резкое увеличение расходов и мыла с порошком и воды. Вода сегодня стоит немало, чтобы постоянно платить за определение карбонатной жесткости воды.

Что же касается непосредственно накипи, то она почти не проводит тепло. И из-за этого все беды. Образовываясь на топливных поверхностях и элементах, она просто полностью блокирует нормальную работу любого нагревательного прибора. В результате происходят необратимые вещи. Если не убирать такой налет своевременно.

Таблица. Виды и способы определения жесткости воды

Если вы пренебрегли каким либо способом, приведённым в таблице, вы можете лишиться своего дорогостоящего оборудования. Каждый из приведенных в таблице способов определения карбонатной жесткости воды крайне важен!

Во-первых, ухудшается работа любого оборудования или бытового прибора. КПД резко идет вниз. Из-за того, что накипь плохо нагревается, приходится расходовать в разы больше топлива, электричества, мощности с целью хоть как то нагреть воду. Для промышленности такая особенность накипи выливается в огромные расходы. Прибор постепенно покрывается накипью, пока поверхность практически полностью прекращает передавать тепло воде. Тогда срабатывает система защиты. Прибор самопроизвольно отключается, с целью защитить себя от перегрева. Получив такой сигнал, приступить к очистке поверхностей следует немедленно.

Накипи ведь много не надо. Из стадии легкий известковый налет она быстро переходит в стадию твердый известковый камень, который так легко не уберешь. И когда поверхности покрыты вот таким камнем и происходит перегорание прибора. Иногда это может выглядеть как взрыв или трещина, в чем тоже мало приятного. Трубы в водопроводе разрывает и протирает по этой причине.

Возиться с постоянным устранением налета, особенно в промышленности чрезвычайно накладно. Существует ряд способов, как справиться с повышенной жесткостью воды не повредив всю систему. Средства от накипи не дешевые. Как и вызов бригады для очистки. Подвергать таким нагрузкам поверхности постоянно тоже нельзя. Какой же путь избрать? Как наиболее эффективно бороться с карбонатной жесткостью воды?

Сразу скажу, что определение карбонатной жесткости воды в домашних условиях невозможно. Единственный, так сказать, кустарный вариант доступен только для очищения очень малого количества воды. И это вода будет скорее лечебной, чем просто умягченной. Многие ведь считают, что умягчители воды – дорогое удовольствие. Сегодня, к счастью это не так. Грамотность населения и просвященность в сфере очистки воды с каждым годом растет и потому между производителями фильтров для воды увеличивается конкуренция. И в ценах на подобные очистительные приборы наметилась положительная динамика к снижению.

Но вернемся к определению карбонатной жесткости воды в домашних условиях. Единственный материал, который позволит вам действительно получить качественную воду, это кремний. Все, что вам для этого нужно, это купить кусочек кремния и настоять на нем воду в течении недели. Вода получается мягкой, еще и снабженной всевозможными полезными веществами. Все полезные свойства кремния еще не изучены до конца, в будущем его планирует плотно использовать медицина. Но для очищения воды в домашних условиях, его достаточно, только для небольших обьемов.

Если же вы хотите поставить определение жесткости воды на поток, то вам нужен не просто умягчитель, вам нужна водоподготовка. Обойтись одним фильтром проблематично. Вода для быта и вода для потребления несколько разные инстанции и требования к качеству немного отличаются.

Для максимальной защиты предприятия или семьи дома потребуется, как минимум два умягчителя воды. Причем один должен чистить всю воду, априори. Другой будет проводить дополнительную очистку, которая поможет получить качественную питьевую воду. Для общих целей больше всего подходят, да и их чаще всего, и используют ионообменный фильтр для воды и электромагнитный умягчитель воды АкваЩит. Для получения вкусной питьевой воды лучше всего подойдет обратный осмос или фильтр-кувшин. Если уж совсем экономично.

Для специальной очистки, которая нужна в той же фармакологии или микроэлектронике используют микро или нанофильтрацию. Из последовательного соединения всех этих приборов и складывается водоподготовка. Часто, когда обрабатывают первичную воду, такую систему дополнительно оснащают механическими фильтрами, обеззараживателями, кондиционерами и обезжелезивателями. Тогда чистка идет сто процентная. От А до Я.

В быту из всех фильтров больше всего сегодня помогают избавиться от карбонатной жесткости воды электромагнитные приборы АкваЩит. Еще совсем недавно самыми прогрессивными очистителями считались магнитные устройства. Но в процессе эксплуатации было выявлена уйма недостатков, которые очень быстро привели к закату «звезды» магнитного устройства. Тогда собственно и изобрели электромагнитный прибор, как улучшенный вариант магнита.

Ионообменный фильтр хоть и считается одним из самых старых способов понижения жесткости воды, но тем не менее сегодня по прежнему занимает лидирующие позиции. Хотя в работе он довольно затратный. Его фильтрующая смола после полного забивания солями жесткости требует замены или восстановления. Стоит сменный картридж не то, чтобы дорого, но и не дешево. Менять при этом фильтр приходится раз в квартал.

Как вычислить карбонатную жесткость воды?

Теперь зададимся вопросом: как вычислить карбонатную жесткость воды? Вот лишь несколько способов, как это можно сделать:

• Сделать химический анализ на жесткость;
• Отдать исходную воду в лабораторию;
• Купить специальный тест-полоску, которая покажет точную жесткость питьевой воды;
• Обратиться к специалистам за помощью в определении жесткости воды.

Если это крупное промышленное предприятие, вычислить жесткость воды можно и иными способами. Смолу придется восстанавливать путем постоянных промывок с помощью сильносоленого раствора. Потом появляются проблемы с устранением отходов, которые к тому же сильно соленные и требуют доочистки для утилизации. Но умягчает воду такой прибор намного лучше любых других. Как эконом вариант, этот прибор для вычисления карбонатной жесткости необходим и незаменим.

Электромагнитный прибор заслужил море комплиментов при использовании в быту, а также на предприятиях теплоэнергетики. У него масса плюсов, которые выгодно выделяют его из основной массы умягчителей.

Вычислить карбонатную и некарбонатную жесткость воды можно по следующей формуле Ca 2+ + 2HCO ₃ — = CaCO ₃ ↓ + H ₂ O + CO ₂ ↑ или же такой H + + HCO ₃ — H ₂ CO ₃ CO ₂ + H ₂ O

При всей компактности и удобстве, электромагнитный прибор в состоянии не просто связать карбонатную жесткость воды, он отлично поможет избавиться от старой накипи, застрявшей на стенках. И сделает это крайне осторожно и очень качественно. Достаточно проработать прибору месяц, как слой накипи на стенках уменьшиться значительно. Вам даже достаточно будет замерить слой накипи перед установкой прибора и спустя месяц. Разница будет ощутимой. И при этом за месяц, вам к прибору даже не придется притрагиваться. Полное отсутствие обслуживания также является немаловажным плюсом данного прибора для вычисления жесткости воды. И никакого привыкания к влиянию электромагнитных волн.

Акващит прекрасно сотрудничает с любыми поверхностями, ему не важно, из чего сделаны трубы, а также все равно с какой скоростью течет вода и холодная она, или горячая. Не работает такой прибор только с неподвижной водой. АкваЩит прекрасно уменьшает жесткость воды не меняя химический состав жидкости. Но поскольку он сам устраняет осадок, то стоячая вода ему не страшна.

При монтаже прибора следует помнить, что ставить его нужно только на чистую внутри трубу. С остатками старой накипи прибор справится, а вот сразу пробиться через нее не сможет. Поэтому место установки следует обязательно чистить.

Мы рассмотрели все варианты классификаций карбонатной жесткости воды, а также узнали как вычислить и как определить карбонатную жесткость. С нею сегодня есть масса возможностей справится. При этом достаточно недорогих. Так, что с целью защитить себя от вредного влияния некачественной воды лучше продумайте варианты установки системы подготовки воды заранее.

Источник