Homo habilis. Журнал для умелых людей

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 
стакан воды

Alan Levine, flickr.com CC BY

Жесткость воды – понятие на первый взгляд парадоксальное. Как может жидкая вода быть жесткой, разве что заморозить ее! Тем не менее, жесткость воды – важная характеристика, определяющая ее свойства для самых различных применений. Попробуем определить жесткость воды с помощью подручных средств.

Для чего необходимо знать жесткость воды?

Чаще всего жесткость воды необходимо знать аквариумистам. Большинство рыб неплохо себя чувствует при колебаниях жесткости воды в достаточно широких пределах, но отдельные виды требуют воды строго определенного качества. Некоторые виды рыб хотят более мягкую или жесткую воду в период размножения. Также небезразличен состав воды и для аквариумных растений. Им слишком мягкая вода просто губительна, ведь в ней нет минеральных солей, необходимых для жизни.

Весьма привередливы к жесткости воды комнатные растения. Большинство традиционных растений лучше переносят мягкую воду, но есть и исключения. Например, олеандр, предпочитает жесткую воду с большим содержанием минеральных солей.

В инструкции ко многим автоматическим стиральным и посудомоечным машинам есть рекомендации по загрузке моющих средств в зависимости от жесткости водопроводной воды. Даже в утюг с функцией отпаривателя лить слишком жесткую воду не стоит – внутри быстро образуется накипь и ее кусочки будут вываливаться и пачкать белье. В худшем случае от накипи утюг просто перегреется и перегорит. Также воду определенной жесткости требует и увлажнитель воздуха.

Да и для человека жесткость воды небезразлична. Слишком жесткая вода сушит коду и портит волосы. Постоянное употребление жесткой воды для питья может способствовать развитию мочекаменной болезни. Слишком мягкая, близкая к дистиллированной, вода вымывает минеральные соли из организма, что может вызывать ломкость костей, проблемы с зубами, а у детей – развитие рахита. Для приведения качества воды к норме в зависимости от ее жесткости необходимо выбрать фильтр для воды или установить минерализатор.

Что такое жесткость воды?

Жесткость воды — это величина, характеризующая количественное содержание растворенных минеральных солей. В природной воде чаще всего встречаются соли кальция и магния, которые и называют солями жесткости. Различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная жесткость зависит от содержания гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении гидрокарбонаты разлагаются на карбонаты, осаждающиеся в виде накипи, и углекислый газ. Постоянная жесткость определяется солями кальция и магния других видов - сульфатов, фосфатов и хлоридов. Эти соли хорошо растворяются в воде и не могут быть устранены кипячением. Удалить их можно с помощью фильтров с ионообменной смолой, обратным осмосом или электродиализом. Вместе сумма значений временной и постоянной жесткости дает величину общей жесткости.

Единицы измерения жесткости

Для численного выражения жесткости воды определяют содержание в ней катионов кальция и магния. В системе СИ для измерения жесткости используется единица — моль на метр кубический (моль/м3). Однако на практике чаще используются миллиграммы эквивалента на литр (мг-экв/л) и градусы жесткости. Численно один градус жесткости °Ж равен одному мг-экв/л.

По жесткости в зависимости от содержания растворенных солей вода может быть:

  • очень мягкой (до 1,5 мг-экв/л)
  • мягкой (от 1,5 до 4 мг-экв/л)
  • средней жесткости (от 4 до 8 мг-экв/л)
  • жесткой (от 8 до 12 мг-экв/л)
  • очень жесткой (свыше 12 мг-экв/л)

Оптимальная жесткость воды для большинства применений составляет 1.0-2.0 мг-экв/л. Жесткость водопроводной воды в зависимости от вида водозабора может колебаться в пределах 1.5-5 мг-экв/л, что обычно не требует специальных мер корректировки жесткости. А вот артезианские скважины индивидуального водоснабжения часто дают очень жесткую воду, требующую умягчения. В других странах традиционно используются другие единицы жесткости, которые можно встретить в инструкциях к бытовой технике, выпущенной в этих странах. Для перевода можно использовать таблицу.

СтранаЕдиницы измерения°Ж°DH°Clark°Fppm
Россия°Ж12,803,515,0050,04
Германия°DH0,35711,251,7817,84
Великобритания°Clark0,2850,8011,4314,3
Франция°F0,200,560,70110
СШАppm0,020,0560,0700,101

 

Для облегчения расчетов можно воспользоваться интерактивным калькулятором единиц жесткости.

Приборы для измерения жесткости

Для измерения жесткости воды разработано множество приборов, от бытовых до профессиональных лабораторных. Среди наиболее доступных можно выделить электролизер.

Электролизер для воды

По большому счету это не измерительный прибор, так как он не имеет шкалы и численных результатов не выдает, ориентироваться можно лишь по интенсивности окрашивания воды в процессе работы прибора. Зато он может приблизительно по цвету воды после электролиза показать качественный состав растворенных солей. Такие электролизеры любят использовать аферисты, впаривающие различные «чудо-фильтры» для воды по завышенным ценам.

Более подходящим является прибор TDS-3, продаваемый также под многими другими названиями.

измеритель жесткости воды TDS-3

Загрузка...

Приобрести его можно в китайских интернет-магазинах по цене около 250 рублей. Прибор, конечно, не эталон точности, но показания его вполне стабильны.

Также иногда в продаже бывают тест-полоски и тест наборы для измерения жесткости.

тест -набор для измерения жесткости воды

Чаще всего их можно приобрести в зоомагазинах в отделах аквариумистики и фирмах, торгующих оборудованием для бассейнов. Наборы эти довольно точны и удобны в использовании.

Однако часто никаких специальных приборов и тест-полосок под рукой нет, а измерить жесткость воды, хотя бы приблизительно, необходимо. Как быть?

Как измерить жесткость воды без специальных приборов?

Приблизительно определить жесткость воды можно и подручными средствами. С точки зрения физики, TDS-метр представляет собой обычный прибор для измерения сопротивления воды. Поэтому вместо него можно использовать тестер с функцией измерения сопротивления, что умеет делать любой современный прибор.

тестер Victor

Правда, специальные приборы используют для измерения переменный ток, а тестер – постоянный, что вызывает электролизные процессы и снижает точность измерения.

Теперь осталось измерить сопротивление слоя исследуемой воды. Щупы прибора при этом следует расположить так, чтобы расстояние между ними было около 1 см.

расположение щупов для измерения жесткости воды

Показания прибора могут довольно сильно скакать, постарайтесь определить примерное среднее значение. В моем случае прибор показал около 170 кОм. При этом проводимость составила:

λ = 1 / 170000 * 1000000 = 5.88 мкСм/см

Жесткость воды можно определить по приближенной формуле:

Ж = 0.65 * λ = 0.65 * 5.88 = 3.8 мг/л

Коэффициент 0.65 является усредненным, в зависимости от типа растворенных солей он может колебаться от 0.55 до 0.75. Поэтому более правильным будет сказать, что жесткость исследуемой воды лежит в пределах от 0.55 * 5.88 = 3.2 до 0.75 * 5.88 = 4.4, что опять-таки является неплохим результатом, близким к истинному значению.

Измеренное значение сильно зависит от температуры воды. Самым правильным будет довести температуру исследуемой воды до стандартного значения 20°С. Если же это невозможно, то хотя бы измерить температуру и воспользоваться поправочными коэффициентами:

 

Температура, °СКоэффициент
121.213
131.182
141.151
151.132
161.095
171.071
181.052
191.023
201
210.979
220.958
230.937
240.919
250.901
260.840
270.810
280.79
290.77
300.75

 

Например, при температуре воды 25°С корректированная жесткость составит:

Ж = 3.8 * 0.901 = 3.42 мг/л

Этот метод не претендует на какую-либо точность, но вполне позволяет сориентироваться по значению жесткости воды без применения специальных приборов.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Интеллектуальный калькулятор для расчета сечения электрических проводов и кабелей

Калькулятор схем разведения водных растворов (уксус, спирт, кислота)

Калькулятор единиц жесткости воды

Homo habilis - журнал для умелых людей всегда открыт для новых авторов и читателей. Если вы умеете делать что-то лучше, чем другие, если вы знаете секреты, помогающие делать жизнь легче и удобнее - поделитесь этим с читателями. Рекомендации для авторов журнала помогут вам в этом.

Homo habilis (человек умелый) — первый представитель рода Homo, живший на Земле 2,5 - 1,5 млн. лет назад. Homo habilis является предком современного Homo sapiens и первым живым существом, освоившим сознательное преобразование окружающей его природы в соответствии со своими потребностями.

К сожалению, в начале ХХI века наметился выраженный регресс, в ходе которого наблюдается постепенное превращение Homo sapiens в Homo consumens – человека потребляющего. Homo habilis - журнал для умелых людей, не желающих становиться  Homo consumens.