string(13) "index, follow"
x

Publikacje

Twardość węglanową powoduje obecność wodorowęglanów wapnia i magnezu: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, które w podwyższonej temperaturze rozkładają się z wytworzeniem nierozpuszczalnych w wodzie: węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu. Twardość węglanowa nazywana jest również twardością przemijającą, ponieważ zanika podczas gotowania wody.

Twardość stała (niewęglanowa) spowodowana jest obecnością rozpuszczalnych w wodzie soli, które pozostają w wodzie po jej zagotowaniu. Są to przede wszystkim siarczany, chlorki i krzemiany wapnia oraz magnezu (CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2, CaSiO3, MgSiO3).

Na twardość całkowitą składa się zawartość wszystkich soli wapnia i magnezu, a także innych jonów dwuwartościowych, np. Fe2+, Mn2+, a więc jest to suma twardości węglanowej i stałej. Ze względu na występujące w wodach duże stężenie jonów Ca2+ i Mg2+, a małe stężenie jonów innych metali, twardość wody praktycznie powodowana jest przez sole wapnia i magnezu.

Twardość wody wyraża się w jednostkach zwanych stopniami twardości lub w mg węglanu wapnia przypadających na 1 dm3 wody. Jednostki określające twardość wody nie są ujednolicone, w różnych krajach stosowane są różne jednostki; ich wzajemne zależności przedstawiono w tabeli 1. W Polsce nadal używa się tzw. niemieckich stopni twardości wody lub mg CaCO3 w dm3. Stopień niemiecki (1oN) odpowiada zawartości soli wapnia i magnezu w ilości równoważnej 10 mg CaO w 1 dm3 wody. Stosowany dawniej stopień milimolowy
odpowiada twardości równoważnej 1 milimolowi Ca2+ (40,08 mg) w 1 dm3 wody.

Twardość wód naturalnych może wahać się znacznie, w zakresie od kilku do kilkuset mg CaCO3/dm3. Wody źródlane mają często niską twardość, a zwykle ze wzrostem zanieczyszczenia twardość wód zwiększa się. W dużym stopniu twardość wód zależy od warunków geologicznych zlewni, najczęściej jest to twardość węglanowa. Twardość niewęglanowa w wielu wodach nie występuje, a przeciętnie wynosi 1 - 2oN (15 - 35 mg CaCO3/dm3).

Wody opadowe atmosferyczne mają niską twardość. W zależności od twardości wody dzielimy na 6 grup, co przedstawiono w tabeli 2.

Tab 2. Jednostki twardości wody i współczynniki przeliczeniowe

Jednostka mg CaCO3/dm3

Stopień niemiecki
10 mg CaO/dm3

Stopień francuski
1g CaCO3/100 dm3

Stopień milimolowy
1 mmol = 40.08 mg Ca2+/dm3

mg CaCO3/dm3 1 0,056 0,1 0,01 
niemiecki oN 17,84 1,784 0,178
francuski oF 10 0,560  1 0,1 
milimolowy 100,08 5,6 10 1

Tabela 3. Grupy wody w zależności od twardości

Twardość ogólna [mg CaCO3/dm3] Skala opisowa
0-50 miękka
50-100 średnio miękka
100-150 mało twarda
150-200 średnio twarda
200-300 twarda
powyżej 300 bardzo twarda

Woda twarda jest niepożądana w gospodarstwach domowych i przede wszystkim w przemyśle. Powoduje ona:

  • wzrost zużycia mydła, gdyż wytrącają się nierozpuszczalne sole wapnia i magnezu,
  •  jony wapnia i magnezu mogą osadzać się na włóknach pranego materiału pogarszając ich jakość użytkową,
  • wzrasta korozja w wymiennikach ciepła wskutek hydrolizy soli magnezu i wzrostu stężenia jonów hydroniowych: Mg2+ + 2 H2O = Mg(OH)2 ↓ + 2 H3O+
  • powstaje kamieńkotłowy, który utrudnia wymianę ciepła.

Przemysł chemiczny i farmaceutyczny stosuje jako rozpuszczalnik wodę całkowicie zdemineralizowaną, chemicznie czystą H2O.

Wody bardzo miękkie nie nadają się do picia, są wręcz szkodliwe dla człowieka; jak stwierdzono, ich picie powoduje wzrost zachorowań na choroby serca.

Przedstawiane Materiały zebrał i opracował dr inż Radosław Pomećko, Kat. Technologii Chemicznej, Politechnika Gdańska

Partnerzy

  • grundfos
  • hf group
  • klinger
  • koch
  • linkchemie
  • pector
  • vkk