Panigas ng tubig 2 9. Pagsukat ng tigas ng tubig

Ang katigasan ng tubig ay isang tradisyunal na sukatan ng kakayahan ng tubig na umepekto sa sabon: ang matigas na tubig ay nangangailangan ng isang makabuluhang halaga ng sabon upang mabuo ang bula. Ang mga deposito ng scale sa mga mainit na tubo ng tubig, boiler, at iba pang mga gamit sa sambahayan ay sanhi ng matigas na tubig. Ang katigasan ng tubig ay sanhi ng mga natunaw na mga ion na metal na polyvalent. Sa sariwang tubig, ang pangunahing mga ions na nagdudulot ng higpit ay ang calcium at magnesium; mahalaga ang mga ion ng strontium, iron, barium at manganese. Ang katigasan ng tubig ay karaniwang natutukoy ng reaksyon ng polyvalent metal ion na naroroon sa tubig na may mga ahente ng chelating, tulad ng EDTA, at ipinahayag bilang katumbas na konsentrasyon ng calcium carbonate. Ang katigasan ay maaari ring matantya sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga indibidwal na konsentrasyon ng mga sangkap na sangkap nito, ang kabuuan ng kung saan ay ipinahayag sa mga tuntunin ng isang katumbas na halaga ng calcium carbonate. Ang antas ng katigasan ng inuming tubig ay inuri batay sa katumbas na konsentrasyon ng CaCO 3 sa loob nito, tulad ng sumusunod:

Malambot - 0-60 mg / l

Katamtamang katigasan - 60-120 mg / l

Mahirap - 120-180 mg / l

Napakahirap - 180 mg / l at mas mataas.

Ang katigasan ay inuri din batay sa katumbas na konsentrasyon ng CaO o Ca (OH) 2. Sa sistema ng SI, inirerekomenda din na ipahayag ang katigasan sa mga moles ng Ca 2+ bawat m 3.

Sa kabila ng katotohanan na ang higpit ay dahil sa mga cations, maaari rin itong isaalang-alang bilang carbonate (disposable) at non-carbonate (pare-pareho) na higpit. Ang tigas ng karbonat ay nagpapahiwatig ng dami ng mga carbonates at bicarbonates sa solusyon na maaaring matanggal o maubos ng kumukulo. Ang ganitong uri ng higpit ay responsable para sa mga scale deposit sa mga mainit na pipeline ng tubig at mga boiler. Ang di-carbonate na tigas ay sanhi ng isang kombinasyon ng mga hardness ions na may sulfates, chlorides at nitrates at tinukoy bilang "permanenteng tigas" dahil hindi ito matanggal sa pamamagitan ng kumukulo.

Ang pagiging malinis, bilang isang tagapagpahiwatig ng buffering ng tubig, ay malapit na nauugnay sa katigasan. Ang pagka-alkalina ay kadalasang sanhi ng mga anion o molekular na anyo ng mga mahina na acid, higit sa lahat hydroxides, bicarbonates at carbonates; sa pagkakaroon ng iba pang mga form sa tubig, tulad ng borates, phosphates, silicates at organikong mga asido, gumawa din sila ng isang maliit na kontribusyon sa alkalinity ng tubig. Hindi alintana kung aling mga nabubuong form ay nagbibigay ng kaasalan ng tubig, palagi itong ipinahayag bilang isang katumbas na halaga ng calcium carbonate.

Sa mga kaso kung saan ang alkalinity ng tubig sa ibabaw ay natutukoy sa pamamagitan ng pagkakaroon ng carbonates at / o bicarbonates, ang halaga nito ay karaniwang malapit sa halaga ng tigas.

Hard pamamahagi ng tubig

Ang pangunahing likas na mapagkukunan ng katigasan ng tubig ay mga sedimentary na bato, pagsasala at runoff mula sa lupa. Karaniwang bumubuo ang matigas na tubig sa mga lugar na may isang siksik na arable layer at mga calcareous formations. Ang tubig sa lupa ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng mas higit na mahigpit kaysa sa tubig sa ibabaw. Ang ground ground na mayaman sa mga carboxylic acid ay karaniwang may mataas na solubility sa mga soils at mga bato na naglalaman ng masusukat na halaga ng mineral tulad ng calcite, dyipsum at dolomite, na nagreresulta sa mga antas ng tigas na ilang libong mg / l.

Ang pangunahing mapagkukunan ng higpit ng industriya ay ang mga effluents ng mga negosyo na gumagawa ng mga di-organikong kemikal at industriya ng pagmimina. Ang kaltsyum oksido ay ginagamit sa industriya ng konstruksyon sa mortar, plaster at iba pang mga materyales. Ginagamit din ito sa paggawa ng pulp at papel, pagpapadalisay ng asukal, pagpapadalisay ng langis, pag-taning, tubig at paggamot ng wastewater. Ginagamit din ang Magnesium sa iba't ibang mga proseso sa industriya ng hinabi, pag-taning at industriya ng papel. Ang magnesiyong haluang metal ay malawakang ginagamit sa pandayan at panlililak, portable machine, mga kagamitan sa bagahe at mga produktong sambahayan ng malawak na aplikasyon. Ginagamit din ang mga asing-gamot na magnesiyo sa paggawa ng magnesium metal, fertilizers, ceramics, explosives at gamot.

Mga Epekto ng Kalusugan sa Hard Water

Tulad ng nabanggit sa artikulo tungkol sa kaltsyum at magnesiyo, ang pangunahing mga kadahilanan na tumutukoy sa tigas ng tubig ay ang calcium at magnesium ion. Walang katibayan ng masamang epekto sa kalusugan na partikular na nauugnay sa mataas na antas ng kaltsyum o magnesiyo sa inuming tubig.

Bilang karagdagan sa mga abala sa sambahayan dahil sa paggamit ng tubig na may mataas na antas ng tigas, ang isa pang posibleng abala ay maaaring mangyari kapag ang magnesiyo ay nakagapos sa isang sulpate na ion, bilang isang resulta kung saan nakukuha ng tubig ang mga likas na katangian.

Ang threshold ng panlasa para sa calcium ion sa inuming tubig ay nag-iiba mula sa mga anion na naroroon; para sa isang magnesium ion, mas mababa ang threshold ng panlasa. Ang mga karagdagang detalye tungkol sa kaugnayan sa pagitan ng tigas ng tubig at sakit sa cardiovascular ay matatagpuan sa Bahagi III, na tinutukoy ang mga aspeto ng kalusugan para sa mga hindi organikong sangkap ng tubig. Ang inirerekumendang mga halaga ng tubig para sa calcium at magnesium ay hindi inaalok, dahil ang nasabing halaga ay inaalok para sa pangkalahatang katigasan batay sa mga pagsasaalang-alang ng aesthetic.

Iba pang mga aspeto

Ang malambot na tubig ay mas malamang na maging sanhi ng kaagnasan ng pipe, at bilang isang resulta ang ilang mga mabibigat na metal, tulad ng tanso, zinc, tingga at kadmium, ay maaaring naroroon sa inuming tubig sa sistema ng pamamahagi. Ang antas ng tulad ng kaagnasan at pagpapawalang-bisa ng mga metal ay isang function din ng pH, alkalinidad at ang konsentrasyon ng natunaw na oxygen. Sa ilang mga komunidad, ang kaagnasan ay napakasakit na ang mga espesyal na pag-iingat ay dapat gawin sa sistema ng suplay ng tubig.

Sa mga lugar na may napakahirap na tubig, ang mga tubo ng bahay ay maaaring maging barado na may sukat; ang matigas na tubig ay nagdeposito din sa mga kagamitan sa kusina at pinatataas ang pagkonsumo ng sabon. Sa gayon, ang matigas na tubig ay maaaring hindi lamang hindi kasiya-siya, kundi pati na rin matipuno ng ekonomiya para sa consumer. Ang pang-unawa ng katigasan ng tubig ng populasyon ay hindi pareho sa iba't ibang mga lokalidad, madalas itong nauugnay sa tigas na nasanay ng consumer sa loob ng maraming taon, at ang tubig na may tigas na higit sa 500 mg / l ay hindi nagiging sanhi ng pagtutol sa maraming mga pag-aayos. Bagaman ang isang katanggap-tanggap na balanse sa pagitan ng mga problema sa kaagnasan at laki ay nagbibigay ng isang antas ng tigas na humigit-kumulang na 100 mg CaCO 3 / L.



Tulad ng alam mo mula sa kurso ng kimika ng paaralan, ang ordinaryong tubig ay naglalaman ng mga ion ng calcium at magnesium. Ang nadagdagan na nilalaman ng Ca 2+ at Mg 2+ ion ay nagbibigay ng tubig ng negatibong kalidad, na tinatawag katigasan.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (NSO 3) 2

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Mg (HCO 3) 2

Ang prosesong ito ay malawakang isinasagawa sa ilalim ng mga likas na kondisyon, na humahantong sa pagguho ng mga nalaglag na mga apog sa tubig sa ibabaw, at pagkatapos ay sa dagat at karagatan.

Non-carbonate (permanent) na higpit dahil sa pagkakaroon ng tubig ng mga sulfates, magnesium at calcium chlorides, pati na rin ang iba pang mga asing-gamot (MgSO 4, MgCl 2, CaCl 2).

Kabuuan ng tigas \u003d carbonate (pansamantalang) tigas + di-carbonate (permanent) na tigas.

Sa pang-araw-araw na buhay, sinuman ay maaaring harapin ang gawain ng pagsukat ng katigasan ng tubig sa bahay. Ang pagiging mahigpit ay negatibong nakakaapekto sa kalidad ng iba't ibang mga proseso kung saan ginagamit ang tubig na may pagtaas ng katigasan. Mas mababa ang porsyento ng mga natunaw na asing-gamot sa tubig, mas malambot at malusog ang tubig. Ang gawain ng makinang panghugas, ang halaga ng paghuhugas ng pulbos, ang kalidad ng tubig sa akwaryum, ang pangangailangan na mag-install ng isang softener ng tubig, atbp. Sa pangkalahatan, maraming mga layunin.

Sa Russia, ang paninigas ay sinusukat sa "degree ng higpit" (1 ° W \u003d 1 mEq / L \u003d 1/2 mol / m3). Ang iba pang mga yunit ng katigasan ng tubig ay tinatanggap sa ibang bansa.

Mga Yunit ng Katapusan

1 ° W \u003d 20.04 mg Ca 2+ o 12.15 Mg 2+ sa 1 dm 3 ng tubig;
1 ° DH \u003d 10 mg CaO sa 1 dm 3 tubig;
1 ° Clark \u003d 10 mg CaCO 3 sa 0.7 dm 3 tubig;
1 ° F \u003d 10 mg CaCO 3 sa 1 dm 3 tubig;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 sa 1 dm 3 tubig.

Ayon sa intensity ng pagbuo ng scale sa teapot, ang ilang mga konklusyon ay maaaring iguhit: mas maraming plaka, mas mahirap ang tubig.

Paghahambing kalidad  Ang konklusyon tungkol sa katigasan ng tubig ay maaaring gawin tulad ng mga sumusunod. Mag-apply ng isang patak ng ulan, pinakuluang at walang naka-tap na tubig na gripo papunta sa isang slide slide. Matapos matuyo ayon sa tindi ng pag-ulan na nabuo, maaari mong tapusin na matigas ang iyong tubig. Ang tubig ng ulan ay ang pinakamalambot, sapagkat halos walang mga asing-gamot ng kaltsyum at magnesiyo. Ang pag-ulan pagkatapos ng pagsingaw ng walang naka-tubig na tubig ay magbibigay-daan sa amin upang tapusin ang tungkol sa pangkalahatang katigasan, at pinakuluang - tungkol sa pansamantalang katigasan.

Ngunit sa bahay, maaari mong tumpak at tumpak na masuri ang tigas ng tubig. Mula sa kurso ng organikong kimika, alam mo na ang sabon sa paglalaba, tulad ng iba pa, ay mahirap na sabon sa matapang na tubig. Ang pamamaraang ito ay batay sa katotohanan na sa sandaling ang sabon ay nagbubuklod ng labis na kaltsyum at magnesiyo na asin, lumilitaw ang isang bula sa sabon. Upang matukoy ang tigas ng tubig, kailangan mong timbangin ang isang gramo ng sabon sa paglalaba, gilingin ito at maingat, upang hindi mabuo ang isang bula, matunaw sa isang maliit na halaga ng mainit na distilled water. Ang nabuong tubig ay maaaring mabili sa mga parmasya o mga dealership ng kotse. Ginagamit ito upang idagdag sa baterya na may pagtaas ng konsentrasyon ng electrolyte.

Susunod, ibuhos ang solusyon ng sabon sa isang cylindrical glass at magdagdag ng distilled water sa antas ng 6 sentimetro kung ang sabon ay 60% o sa antas ng 7 sentimetro kung ang sabon ay 72%. Ang porsyento ng sabon ay ipinahiwatig sa bar. Ngayon, ang bawat sentimetro ng antas ng solusyon ng soapy ay naglalaman ng isang dami ng sabon na maaaring magbigkis ng mga tigas na tigas, ang halaga ng kung saan ay tumutugma sa 1 ° dH sa 1 litro ng tubig. Susunod, ibuhos ang kalahati ng isang litro ng tubig ng pagsubok sa isang litro garapon. At patuloy na pagpapakilos, unti-unting idagdag ang handa na solusyon ng sabon mula sa isang baso sa isang garapon ng tubig sa pagsubok. Sa una, ang kulay-abo na mga natuklap lamang ay nasa ibabaw. Pagkatapos ay magkakaroon ng maraming kulay na mga bula ng sabon. Ang hitsura ng isang matatag na puting soapy foam ay nagmumungkahi na ang lahat ng mga tigas na tigas sa tubig ng pagsubok ay nakatali. Ngayon tinitingnan namin ang aming baso at tinukoy kung gaano karaming mga sentimetro ng solusyon na kailangan naming ibuhos mula sa baso sa tubig ng pagsubok. Ang bawat sentimetro ay nakatali sa kalahati ng isang litro ng tubig ang halaga ng mga asin na naaayon sa 2 ° dH. Kaya, kung kailangan mong ibuhos ang 4 na sentimetro ng sabon na solusyon sa tubig bago ang hitsura ng bula, kung gayon ang tigas ng tubig sa pagsubok ay 8 ° dH.

Kung ibinuhos mo ang buong solusyon sa sabon sa tubig, ngunit hindi lumitaw ang bula, nangangahulugan ito na ang tigas ng tubig sa pagsubok ay mas malaki kaysa sa 12 ° dH. Sa kasong ito, ang tubig ng pagsubok ay natutunaw na may dalisay na tubig ng dalawang beses. At ginagawa namin muli ang pagsusuri. Ngayon ang resulta ng higpit ay kailangang maparami ng dalawa. Ang nagresultang halaga ay tumutugma sa tigas ng iniimbestigahan na tubig.

Ayon sa talahanayan maaari mong matukoy ang kalidad ng pinag-aralan na tubig:

Hindi posible upang matukoy ang mahigpit na pamamaraan na ito sa pinakamalapit na libu-libong isang degree, ngunit posible na masuri ang matalim na pag-alis ng kabuuang katigasan mula sa pamantayan na may kawastuhan ng 1-2 ° dH. Ang isang pagkalat ng mga pagbabasa ng 1-2 degree ay lubos na katanggap-tanggap. Dahil sa pagiging simple at pag-access ng pamamaraan, tiyak na maaaring matagumpay itong mailapat.

Gamit ang pamamaraang ito, posible sa larangan upang masuri ang tigas ng tubig mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ng tubig at magsagawa ng kawili-wiling disenyo at gawaing pananaliksik.

Pinagmulan:

1Rudzitis G.E. Chemistry. Diorganikong kimika. Kemikal na Organiko. Baitang 9: aklat-aralin. para sa pangkalahatang edukasyon. mga samahan na may adj sa elektron. media (DVD): pangunahing antas / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Edukasyon, 2013 .-- 224 p .: Ill.

Ang mga tao sa iba't ibang mga bansa ay matagal nang nakarating sa pangangailangan na gawing normal ito, dahil ang mataas na rigidity ay masama: ang parehong mga tubo ay barado at imposibleng hugasan nang maayos. Ngunit sinimulan nilang gawin ito sa bawat bansa sa kanilang sariling paraan, na, batay sa tradisyonal na mga yunit ng pagsukat at mga pamamaraan para sa pagtukoy ng mga ion ng calcium at magnesium, sapagkat walang pantay na pamantayang pamantayang pang-internasyonal na yunit noon.

Ito ay kilala na walang mas masahol pa kaysa sa masamang gawi - napakahirap na mapupuksa ang mga ito! Sa panitikan ng kape (kahit na ang higpit ay hindi likas na isang termino ng kape!) Sa iba't ibang mga bansa, ang paninigas ay sinusukat pa rin sa mga degree, kasama ang bawat bansa na may sariling, naiiba sa lahat ng iba pa. Ang mga radyidad lamang ng Ruso at Aleman ay magkapareho, bagaman, matagal nang nakansela sa pareho ng mga bansang ito, ngunit patuloy na umiiral sa kahulugan ng mga konsepto.

Sa USSR, hanggang 1952, ginamit ang mga antas ng mahigpit, na kasabay ng mga Aleman. Sa Russia, ang normal na konsentrasyon ng calcium at magnesium ion, na ipinahayag sa mga milligram na katumbas ng bawat litro (mEq / l), ay ginagamit upang masukat ang higpit. Ang isang mEq / L ay tumutugma sa isang nilalaman ng 20.04 milligram ng Ca2 + o 12.16 milligram ng Mg2 + sa isang litro ng tubig (atomic mass na hinati ng valency).

Sa ibang mga bansa ay kaugalian na magpahiwatig ng higpit sa KONSITIONAL degree:

Aleman degree (dGH)

1 ° \u003d 1 bahagi calcium oxide - CaO sa 100,000 bahagi ng tubig, o 0.719 na bahagi ng magnesium oxide - MgO sa 100,000 bahagi ng tubig, o 10 mg ng CaO sa 1 litro ng tubig, o 7,194 mg ng MgO sa 1 litro ng tubig. Ang dGH (dH) at dKH ay kasalukuyang ginagamit sa mga aquarium bilang isang yunit ng higpit, ang pagtatalaga dGH - ay tumutukoy sa kabuuang tigas, dKH - sa carbonate;

French degree (fh)

1 ° \u003d 1 bahagi CaCO 3 sa 100,000 mga bahagi ng tubig, o 10 mg CaCO 3 sa 1 litro ng tubig;

American degree (usH)

1 ° \u003d 1 gran (0,0648 g) CaCO 3 sa 1 galon (Amerikano! 3.785 l) ng tubig. Paghahati ng gramo sa litro na nakukuha namin: 17.12 mg / l CaCO 3. Gayunpaman, mayroong isa pang kahulugan ng American degree: 1 bahagi CaCO 3 sa 1,000,000 mga bahagi ng tubig (sa Ingles na panitikan ang expression para sa konsentrasyon, dahil ang 1 bahagi bawat 1,000,000 bahagi ay tinatawag na ppm - bahagi bawat milyon), at madalas na ginagamit. magkapareho ito sa 1 mg / l). Kaya, ang 1 American degree na ito \u003d 1 mg CaCO 3 sa 1 litro ng tubig. Ito ang halaga ng American degree na tinatanggap sa lahat ng mga talahanayan na may coefficients ng paglipat para sa pag-convert ng ilang mga yunit ng higpit sa iba.

Mga degree sa Ingles (Clark)

1 ° \u003d 1 gran (0,0648 g) sa 1 galon (Ingles! 4.546 l) ng tubig \u003d 14.254 mg / l CaCO 3.

Pakiramdam na parang hindi madali ang lahat ?! Samakatuwid, magbibigay ako ng isang talahanayan na nagbibigay-daan sa iyo upang ihambing at isalin ang ilang mga degree ng rigidity sa iba:

Talahanayan 1

Pangalan ng mga yunit	Mg-eq / L	Degree ng katigasan
		Aleman	pranses	amerikano	Ingles
1 mEq / L	1	2.804	5.005	50.045	3.511
1 degree sa Aleman dH	0.3566	1	1.785	17.847	1.253
1 Pranses degree	0.1998	0.560	1	10,000	0.702
1 amerikano degree	0.0200	0.056	0.100	1	0.070
1 degree sa Ingles	0.2848	0.799	1.426	14.253	1