Härte des Wassers- Dies ist eine Kombination aus chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wassers, die mit dem Gehalt an darin gelösten Salzen von Erdalkalimetallen verbunden sind, hauptsächlich Calcium und Magnesium (die sogenannten "Härtesalze").

Härte Salze unterschiedliche Eigenschaften haben. Wenn also Wasser erhitzt wird, fallen einige von ihnen in Form von Kesselstein aus, andere nicht. Auf dieser Grundlage begannen sie sich zu trennen.

Die ausgefallenen Salze werden genannt Salze mit vorübergehender (oder entfernbarer) Härte, und Salze, die beim Erhitzen von Wasser nicht ausfallen, Salze konstanter Härte.

Es bilden sich Sulfate, Chloride und Nitrate von Magnesium und Calcium, gelöst in Wasser konstante (oder Nicht-Karbonat-) Härte. Sie fallen erst aus, wenn das Wasser vollständig verdunstet ist.

Vorübergehende Steifheit gekennzeichnet durch das Vorhandensein in Wasser zusammen mit Ca2+-, Mg2+- und Fe2+-Kationen von Kohlenwasserstoff- oder Bicarbonat-Anionen (HCO3-).

Beim Kochen von Wasser zersetzen sich Bicarbonate und bilden sehr schwer lösliches Calciumcarbonat, Kohlendioxid und Wasser:

Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2

Allgemeine Härte besteht aus permanent und temporär.

Diese Tabelle listet die wichtigsten Metallkationen auf, die Härte verursachen, und die wichtigsten Anionen, mit denen sie assoziiert sind.

Strontium, Eisen und Mangan haben in der Praxis einen so geringen Einfluss auf die Steifigkeit, dass sie meist vernachlässigt werden. Aluminium (Al3+) und Eisen(III) (Fe3+) tragen ebenfalls zur Härte bei, aber bei den in natürlichen Gewässern gefundenen pH-Werten ist ihre Löslichkeit und daher ihr „Beitrag“ zur Härte vernachlässigbar. Ebenso wird die unbedeutende Wirkung von Barium (Ba2+) nicht berücksichtigt.

Wasserhärte - Herkunft

Ionen von Calcium (Ca 2+) und Magnesium (Mg 2+) sowie andere härteverursachende Erdalkalimetalle sind in allen mineralisierten Wässern enthalten. Sie Quelle sind natürliche Ablagerungen von Kalkstein, Gips und Dolomit. Durch die Wechselwirkung von gelöstem Kohlendioxid mit Mineralien und anderen Prozessen der Auflösung und chemischen Verwitterung von Gesteinen gelangen Calcium- und Magnesiumionen ins Wasser. Quelle dieser Ionen können auch mikrobiologische Prozesse in Böden im Einzugsgebiet, in Bodensedimenten sowie Abwässer verschiedener Betriebe sein.

Normalerweise überwiegt in niedrig mineralisiertem Wasser die Härte aufgrund von Calciumionen (bis zu 70%-80%) (obwohl in einigen seltenen Fällen die Magnesiumhärte 50-60% erreichen kann). Mit zunehmendem Mineralisierungsgrad des Wassers sinkt der Gehalt an Calciumionen (Ca2+) schnell und übersteigt selten 1 g/l. Der Gehalt an Magnesiumionen (Mg2+) in stark mineralisiertem Wasser kann mehrere Gramm und in Salzseen mehrere zehn Gramm pro Liter Wasser erreichen.

Im Allgemeinen ist die Oberflächenwasserhärte im Allgemeinen geringer als die Grundwasserhärte. Die Härte von Oberflächengewässern unterliegt merklichen jahreszeitlichen Schwankungen und erreicht ihren höchsten Wert in der Regel am Ende des Winters und den niedrigsten während der Hochwasserzeit, wenn sie mit weichem Regen- und Schmelzwasser reichlich verdünnt wird. Meer- und Ozeanwasser haben eine sehr hohe Härte (zig und hundert meq/dm3).

Wasserhärte - Maßeinheiten

Am 1. Januar 2014 führte Russland den zwischenstaatlichen Standard GOST 31865-2012 „Water. Einheit der Härte. Nach dem neuen GOST wird die Steifigkeit in Härtegraden (°F) ausgedrückt.

1 ° F entspricht der Konzentration des Erdalkalielements, numerisch gleich 1/2 seines Millimols pro Liter (1 ° W \u003d 1 mg-Äq / l). In verschiedenen Ländern wurden verschiedene nicht systemische Einheiten verwendet (manchmal noch verwendet) - Härtegrade.

Andere Maßeinheiten für die Wasserhärte werden im Ausland akzeptiert, das Verhältnis dieser Einheiten ist in der Tabelle dargestellt:

1 ° W \u003d 20,04 mg Ca 2 + oder 12,15 Mg 2 + in 1 dm 3 Wasser;
1°DH = 10 mg CaO in 1 dm 3 Wasser;
1°Clark = 10 mg CaCO 3 in 0,7 dm 3 Wasser;
1°F = 10 mg CaCO 3 in 1 dm 3 Wasser;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 in 1 dm 3 Wasser.

Die in mg-eq/l, mol/m 3 und °F gemessenen Zahlenwerte der Härte sind trotz der unterschiedlichen Bezeichnungen einander gleich.

Nach dem Wert der Gesamthärte werden natürliche Wässer in Gruppen eingeteilt:

• sehr weiches Wasser (0–1,5 meq/l)
• weiches Wasser (1,5–4 mg-eq/l)
• Wasser mittlerer Härte (4–8 mg-eq/l)
• hartes Wasser (8–12 meq/l)
• sehr hartes Wasser (mehr als 12 meq/l).

Russische Regulierungsdokumente (SanPiN 2.1.4.1074-01 und GN 2.1.5.1315-03) für Trinkwasser regeln:
kalzium - der Standard ist nicht bestimmt; Magnesium - nicht mehr als 50 mg / l; Härte - nicht mehr als 7 ° W.

An die Wasserhärte wird in erster Linie mit Kalk und einem Wasserenthärter erinnert - ein Gerät, das mit hartem Wasser fertig werden und die Bildung von Kalk verhindern muss.

Ausführlicher über die Wasserhärte werden wir aus chemischer Sicht über die Wasserhärte, die Arten der Wasserhärte und die Einheiten der Wasserhärte (auch in verschiedenen Ländern) sprechen. Überlegen Sie, woher die Wasserhärte kommt und wie sich die Härte auf die Wasserqualität auswirkt.

Zunächst ein wenig zu den Begriffen. Der Artikel erwähnt häufig die Wörter "Kationen" und "Anionen". Kationen und Anionen sind positiv und negativ geladene Ionen. Und er(altgriechisch ἰόν - gehen) - ein elektrisch geladenes Teilchen, das durch den Verlust oder die Hinzufügung eines oder mehrerer Elektronen entsteht. Dementsprechend ist die Ladung des Teilchens positiv, wenn der Verlust vorhanden ist. Wenn Anhaftung, dann ist die Ladung des Teilchens negativ (da das Elektron eine eindeutig negative Ladung hat).

Wasserhärte in Bezug auf die Chemie

Der Begriff Wasserhärte wird normalerweise mit Calciumkationen (Ca 2+) und in geringerem Maße mit Magnesium (Mg 2+) in Verbindung gebracht. Tatsächlich beeinflussen alle zweiwertigen Kationen die Härte bis zu einem gewissen Grad. Sie interagieren mit Anionen und bilden Verbindungen (Härtesalze), die zur Ausfällung befähigt sind. Einwertige Kationen (zB Natrium Na+) haben diese Eigenschaft nicht.

Diese Tabelle listet die wichtigsten Metallkationen auf, die Härte verursachen, und die wichtigsten Anionen, mit denen sie sich verbinden.

In der Praxis haben Strontium, Eisen und Mangan z wenig Einfluss dass sie allgemein vernachlässigt werden. Aluminium (Al 3+) und Eisen(III) (Fe 3+) wirken sich ebenfalls auf die Härte aus, aber bei den in natürlichen Gewässern gefundenen pH-Werten ist ihre Löslichkeit und damit ihr „Beitrag“ zur Härte vernachlässigbar. klein. Ebenso wird die unbedeutende Wirkung von Barium (Ba 2+) nicht berücksichtigt.

Sorten der Wasserhärte.

Es gibt folgende Wasserhärtearten:

Allgemeine Härte. Sie wird durch die Gesamtkonzentration an Calcium- und Magnesiumionen bestimmt. Sie ist die Summe aus Karbonathärte (vorübergehend) und Nichtkarbonathärte (permanent).

Karbonathärte. Es wird durch das Vorhandensein von Bicarbonaten und Carbonaten (bei pH> 8,3) von Calcium und Magnesium in Wasser bestimmt. Diese Art von Härte wird beim Kochen von Wasser fast vollständig beseitigt und wird daher als temporäre Härte bezeichnet. Beim Erhitzen von Wasser zersetzen sich Bicarbonate unter Bildung von Kohlensäure und Ausfällung von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid.

Nicht-Carbonat-Härte. Aufgrund der Anwesenheit von Calcium- und Magnesiumsalzen starker Säuren (Schwefel-, Salpeter-, Salzsäure) und wird nicht durch Kochen entfernt (konstante Härte).

Maßeinheiten für die Wasserhärte.

In der Weltpraxis werden mehrere Maßeinheiten für die Steifigkeit verwendet, die alle auf bestimmte Weise miteinander in Beziehung stehen. In Russland legt der Gosstandart ein Mol pro Kubikmeter (mol / m 3) als Einheit der Wasserhärte fest. In der Ukraine werden sowohl mol / m 3 als auch mg-eq / l (Milligrammäquivalent pro Liter) verwendet. Numerisch stimmen diese Werte überein. Übrigens sind l und dm 3 dasselbe, ein Liter und ein Kubikdezimeter.

Darüber hinaus sind Härteeinheiten wie deutsche Grad (d o , dH), französische Grad (f o), amerikanische Grad, ppm CaCO 3 in verschiedenen Ländern weit verbreitet.

Das Verhältnis dieser Steifigkeitseinheiten ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Notiz:

1. Ein Grad entspricht 10 mg/dm 3 CaO oder 17,86 mg/dm 3 CaCO 3 in Wasser.
2. Ein französischer Grad entspricht 10 mg/dm 3 CaCO 3 in Wasser.
3. Ein amerikanischer Grad entspricht 1 mg/dm 3 CaCO 3 in Wasser.

Um sich nicht mit manuellen Umrechnungen herumschlagen zu müssen, können Sie eine Platte zum Umrechnen von Härteeinheiten erstellen. Die Sie übrigens unter dem Link Umrechnungstabelle für Wasserhärteeinheiten herunterladen können.

Woher kommt die Wasserhärte?

Ionen von Calcium (Ca 2+) und Magnesium (Mg 2+) sowie andere härteverursachende Erdalkalimetalle sind in allen mineralisierten Wässern enthalten. Sie Quelle sind natürliche Ablagerungen von Kalkstein, Gips und Dolomit. Durch die Wechselwirkung von gelöstem Kohlendioxid mit Mineralien und anderen Prozessen der Auflösung und chemischen Verwitterung von Gesteinen gelangen Calcium- und Magnesiumionen ins Wasser. Quelle dieser Ionen können auch mikrobiologische Prozesse in Böden im Einzugsgebiet, in Bodensedimenten sowie Abwässer verschiedener Betriebe sein.

Die Wasserhärte ist sehr unterschiedlich und es gibt viele Arten von Wasserklassifikationen nach dem Grad seiner Härte. Die folgende Tabelle zeigt vier Beispiele für die Klassifizierung. Zwei Klassifikationen aus russischen Quellen - aus dem Nachschlagewerk "Hydrochemische Indikatoren für den Zustand der Umwelt" und dem Lehrbuch für Universitäten "Wasserbehandlung". Und zwei kommen aus dem Ausland: die Steifigkeitsnormen des Deutschen Instituts für Normung (DIN 19643) und die 1986 verabschiedete Klassifizierung der US-Umweltschutzbehörde USEPA.

Die Tabelle veranschaulicht deutlich einen viel "harteren" Ansatz für das Problem der Steifheit im Ausland. Und das nicht ohne Grund, wie weiter unten diskutiert wird.

Normalerweise überwiegt in niedrig mineralisiertem Wasser die Härte aufgrund von Calciumionen (bis zu 70%-80%) (obwohl in einigen seltenen Fällen die Magnesiumhärte 50-60% erreichen kann). Mit zunehmendem Mineralisierungsgrad des Wassers sinkt der Gehalt an Calciumionen (Ca 2+) schnell und übersteigt selten 1 g/l. Der Gehalt an Magnesiumionen (Mg 2+) in stark mineralisiertem Wasser kann mehrere Gramm und in Salzseen mehrere zehn Gramm pro Liter Wasser erreichen.

Im Allgemeinen ist die Oberflächenwasserhärte im Allgemeinen geringer als die Grundwasserhärte. Die Härte von Oberflächengewässern unterliegt merklichen jahreszeitlichen Schwankungen und erreicht ihren höchsten Wert in der Regel am Ende des Winters und den niedrigsten während der Hochwasserzeit, wenn sie mit weichem Regen- und Schmelzwasser reichlich verdünnt wird. Meer- und Ozeanwasser haben eine sehr hohe Härte (zig und hundert meq/dm3).

Wie sich die Härte auf die Wasserqualität auswirkt

Aus Sicht der Trinkwassernutzung kann die Zulässigkeit in Bezug auf die Härte je nach örtlichen Gegebenheiten stark variieren. Die Geschmacksschwelle für das Calciumion liegt (bezogen auf mg-Äquivalent) im Bereich von 2-6 meq/l, abhängig vom entsprechenden Anion, und die Geschmacksschwelle für Magnesium ist noch niedriger. In einigen Fällen ist Wasser mit einer Härte von über 10 meq/l für Verbraucher akzeptabel. Eine hohe Härte verschlechtert die organoleptischen Eigenschaften des Wassers und verleiht ihm einen bitteren Geschmack. und wirkt sich negativ auf die Verdauungsorgane aus.

Weltgesundheitsorganisation bietet nicht jeder empfohlene Härtewert für Hinweise auf gesundheitliche Auswirkungen. WHO-Materialien geben an, dass, obwohl eine Reihe von Studien eine statistisch umgekehrte Beziehung zwischen Trinkwasserhärte und Herz-Kreislauf-Erkrankungen gefunden haben, die verfügbaren Daten nicht genug um auf die kausale Natur dieser Beziehung zu schließen. In der gleichen Weise, nicht eindeutig bewiesen dass weiches Wasser den Mineralstoffhaushalt des menschlichen Körpers negativ beeinflusst.

Wasser mit einer Härte über 4 mEq/l kann jedoch je nach pH-Wert und Alkalität zur Ablagerung von Schlacke und Kesselstein (Kalziumkarbonat) im Wasserverteilungssystem führen, insbesondere wenn es erhitzt wird. Aus diesem Grund stellen die Normen der Kesselaufsicht sehr strenge Anforderungen an die Härte des Wassers, das zur Speisung der Kessel verwendet wird (0,05-0,1 mg-eq / l).

Außerdem entstehen bei der Wechselwirkung von Härtesalzen mit Waschmitteln (Seife, Waschmittel, Shampoos) „Seifenschlacken“ in Form von Schaum. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Verschwendung von Waschmitteln. Nach dem Trocknen verbleibt ein solcher Schaum in Form einer Plaque auf Rohrleitungen, Unterwäsche, menschlicher Haut und Haaren (ein unangenehmes Gefühl von „hartem“ Haar ist vielen bekannt). Die negative Hauptwirkung dieser Schlacken auf eine Person besteht darin, dass sie den natürlichen Fettfilm zerstören, der immer mit normaler Haut bedeckt ist, und ihre Poren verstopfen.

Ein Zeichen für eine solche negative Auswirkung ist das charakteristische "Knarzen" sauber gewaschener Haut oder Haare. Es stellt sich heraus, dass das irritierende „seifige“ Gefühl, das manche Menschen nach der Verwendung von weichem Wasser verspüren, ein Zeichen dafür ist, dass der schützende Fettfilm auf der Haut intakt ist. Sie ist diejenige, die rutscht. Andernfalls müssen Sie Geld für Lotionen, weichmachende und feuchtigkeitsspendende Cremes und andere Tricks ausgeben, um den Hautschutz wiederherzustellen, den uns die Natur bereits gegeben hat.

Gleichzeitig ist es notwendig, die andere Seite der Medaille zu erwähnen. Weiches Wasser mit einer Härte von weniger als 2 meq/l hat eine geringe Pufferkapazität (Alkalität) und kann, abhängig vom pH-Wert und einer Reihe weiterer Faktoren, verstärkt korrosiv auf Wasserleitungen wirken. Daher ist bei einer Reihe von Anwendungen (insbesondere in der Heizungstechnik) mitunter eine spezielle Wasseraufbereitung erforderlich, um ein optimales Verhältnis zwischen Wasserhärte und Korrosivität zu erreichen.

Hier haben wir mehr über die Wasserhärte erfahren. Es bleibt zu entscheiden, wie man kämpft 🙂

Der Mensch besteht zu 70-80 % aus Wasser, dem Hauptlösungsmittel. Mit seiner Hilfe werden Sauerstoff, Enzyme, Hormone, Salze im Körper transportiert. Dabei kommt der chemischen Zusammensetzung des Wassers eine besondere Bedeutung zu: Je mehr Verunreinigungen es enthält, desto schlechter löst es nützliche Stoffe.

Absolut reines Wasser kommt in der Natur nicht vor. Im Kontakt mit anderen Makro- und Mikroelementen ist es mit verschiedenen Mineralien angereichert, insbesondere mit Calcium- und Magnesiumsalzen. Ihr Gehalt bestimmt eine Eigenschaft wie die Härte: Je mehr Calcium- und Magnesiumsalze im Wasser sind, desto härter ist es.

In unserem Land wird die Wasserhärte in Milligrammäquivalenten pro Liter (mg-eq / l) ausgedrückt. Sehr weiches Wasser - bis zu 1,5 mg-eq / l, weich - von 1,5 bis 4 mg-eq / l, Wasser mittlerer Härte - von 4 bis 8 mg-eq / l, hart - von 8 bis 12 mg-eq/ l und sehr hart - mehr als 12 mg-eq/l. Die zulässige Grenze der Wasserhärte für die zentrale Wasserversorgung beträgt 7 mg-eq / l.

Es ist erwiesen, dass sich hartes Wasser negativ auf den Körper auswirkt. Bei der Wechselwirkung mit Seife bilden sich „Seifenschlacken“, die nicht von der Haut abgewaschen werden, den natürlichen Fettfilm zerstören, der vor Alterung und widrigen Witterungseinflüssen schützt, die Poren verstopfen, eine mikroskopische Kruste auf dem Haar bilden und dadurch einen Ausschlag und Juckreiz verursachen , Trockenheit, Schuppen, Peeling . Die Haut altert nicht nur vorzeitig, sondern wird auch reizempfindlich und neigt zu allergischen Reaktionen.

Eine hohe Härte verschlechtert die organoleptischen Eigenschaften des Trinkwassers, verleiht ihm einen bitteren Geschmack und wirkt sich negativ auf die Verdauungsorgane aus. Calcium- und Magnesiumsalze, die sich mit tierischen Proteinen verbinden, die wir aus der Nahrung erhalten, setzen sich an den Wänden der Speiseröhre, des Magens und des Darms ab, erschweren ihre Peristaltik (Kontraktion), verursachen Dysbakteriose, stören Enzyme und vergiften schließlich den Körper. Die ständige Verwendung von Wasser mit erhöhter Härte führt zu einer Abnahme der Magenmotilität und zur Ansammlung von Salzen im Körper.

Unter Wasser, das mit Calcium- und Magnesiumionen überläuft, leidet das Herz-Kreislauf-System übermäßig. Längerer Gebrauch von hartem Wasser ist mit dem Auftreten von Gelenkerkrankungen (Arthritis, Polyarthritis), der Bildung von Steinen in den Nieren und den Gallenwegen behaftet.

Neben der Tatsache, dass sich hartes Wasser negativ auf die Gesundheit auswirkt, bringt es auch viel Ärger im Alltag mit sich. Zum Spülen von Geschirr und Wäsche ist es unerwünscht - das Geschirr wird stumpf und die Stoffe nutzen sich schnell ab. Haushaltsgeräte werden enorm beschädigt: Boiler, Waschmaschinen und Geschirrspüler, Wasserkocher und Kaffeemaschinen. Calcium- und Magnesiumsalze, die sich auf den Heizelementen ablagern, bilden harte Kalkablagerungen (Kesselstein) und setzen die Geräte nach kurzer Zeit außer Betrieb.

Spuren von hartem Wasser sind mit bloßem Auge sichtbar: Auf Rohren, Rohrleitungen, in der Heizung, Haushaltsgeräten tritt ein weißer Belag auf, der Verbrauch von Reinigungsmitteln steigt, beim Waschen und Waschen „kräuselt“ sich Seife, auf der Haut bilden sich schaumige Schlacken und Oberflächen.

Das Trinkwasser in einigen Gebieten der Republik Mari El zeichnet sich durch einen natürlichen hohen Härtegehalt aus. Nicht standardmäßige Proben in Bezug auf die allgemeine Härte werden von Gesundheitsärzten im Rahmen der sozialen und hygienischen Überwachung, im Rahmen von Kontroll- und Überwachungsaktivitäten und der Berücksichtigung von Bürgeranträgen festgestellt.

Relevante Ressollten eine Wasserreinigung durchführen, bevor sie an die Bevölkerung abgegeben wird.

Beschwerden über die unzureichende Qualität des Trinkwassers können an das Büro von Rospotrebnadzor in der Republik Mari El gerichtet werden.

Gewöhnliches Wasser besteht nicht nur aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, es enthält auch eine Vielzahl verschiedener Verunreinigungen. Das Vorhandensein von Verunreinigungen bestimmt die Wasserhärte, und die Maßeinheit (°F - Härtegrad) zeigt an, wie stark dieser Indikator die zulässigen Grenzen überschreitet.

Die Wasserhärte muss nicht nur von Ingenieuren bestimmt werden, die sich mit der Verlegung von Kommunikation befassen, sondern auch von normalen Menschen im Alltag. Wenn wir einen Wasserkocher oder eine Waschmaschine mit Wasserheizfunktion verwenden, kann das alles scheitern, wenn diese Zahl zu hoch ist. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie Seife in solchem ​​Wasser überhaupt gut auflösen können.

Wie Sie den Härtegrad von Leitungswasser bestimmen und wie Sie mit einem hohen Gehalt an Verunreinigungen umgehen, wird in diesem Artikel ausführlich beschrieben.

Hartes und weiches Wasser – was ist der Unterschied?

Die Salzmenge im Wasser wird durch das Vorhandensein von darin gelösten Calcium- und Magnesiumelementen beeinflusst. Dieser Indikator kann auch durch das Vorhandensein von Eisenhydrat, dessen Gehalt in artesischen Gewässern manchmal zu hoch ist, erheblich erhöht werden.

Wenn solche Verunreinigungen eine geringe Menge enthalten, wird dies als „weich“ bezeichnet. Dieser Indikator wird normalerweise in 3 Kategorien unterteilt:

• Sanft.
• Durchschnitt.
• Starr.

Sanft i ist ein Regen oder eine destillierte Flüssigkeit. Es gibt praktisch keine mineralischen Verunreinigungen in solchem ​​Wasser.

In den meisten Fällen kann es auch durch längeres Kochen oder die Zugabe von speziellen Chemikalien gewonnen werden.

Mittel- tritt am häufigsten in Sanitärsystemen sowie in Quell- und artesischem Wasser auf.

Starr- Diese Kategorie umfasst Meer, Ozean sowie Wasser, das aus an Mineralvorkommen reichen Gesteinsschichten fließt. Darin kann eine große Menge Salze gelöst werden. In Prozent ausgedrückt kann der Salzgehalt bis zu 33 % des Gesamtvolumens erreichen.

Betrachten Sie die Arten der Starrheit

Dieser Indikator wird normalerweise in die folgenden Kategorien unterteilt.

• Constant - ist ein konstanter Indikator, der vom Gehalt an Sulfaten und Chloriden abhängt.
• Vorübergehend - aufgrund des Gehalts an Calcium- und Magnesiumbicarbonaten. Diese Art von Härte hat ihren Namen für die Fähigkeit, sich durch Kochen fast vollständig zu neutralisieren.
• Die Gesamtsteifigkeit wird durch Hinzufügen der Indikatoren für Konstante und Temporär erhalten.

Um diesen Indikator genau zu bestimmen, müssen Sie wissen, in welchen Maßeinheiten dies möglich ist.

Steifigkeitseinheiten

Für die korrekte Berechnung des Härtegrades ist es notwendig, die Konzentration von Calcium- und Magnesiumkationen zu bestimmen. Derzeit wird dieser Indikator in den folgenden Maßeinheiten definiert:

• Mol/m3 (Mol pro Kubikmeter) - in Russland bis 2014 verwendet.
• °Ж (Härtegrad) - diese Maßeinheit wird in Russland seit 2014 verwendet.
• dH (deutscher Grad) - die in europäischen Ländern verwendete Maßeinheit.
• fo (französischer Grad) - wird auch in europäischen Ländern verwendet.
• ppm CaCO3 (US-Grad) ist die in den nordamerikanischen Staaten verwendete Einheit.

Es ist zu beachten, dass in unserem Land der Ausdruck der Gesamthärte mol / m3 erst seit 1952 verwendet wird. Bis dahin wurde in Graden gerechnet, die dem modernen deutschen Grad entsprachen.

Seit 2014 gilt in Russland die internationale Norm zur Berechnung der Härte, die in Grad (°F) ausgedrückt wird. Ein Grad entspricht 1/2 Millimol pro Liter Flüssigkeit, daher ist es nicht schwierig, die Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit zu berechnen.

Ursachen der Wasserhärte

Während des Wasserkreislaufs in der Natur verwandelt sich die Flüssigkeit in Dampf und steigt in die obere Atmosphäre auf. Nach der Kondensation fällt es in Form von Niederschlag aus und enthält keine Verunreinigungen, die die Härte beeinflussen, aber beim Durchdringen der Erdkrustenschicht löst die Flüssigkeit verschiedene Gesteine, die Kalium und Magnesium enthalten. Mit diesen Elementen gesättigt, erhöht das Wasser seine Härte. Im Meer ist es aufgrund der hohen Natriumchloridkonzentration immer schwierig.

Wenn es notwendig ist, die Konzentration von Kalium- und Magnesiumionen zu reduzieren, können verschiedene Methoden angewendet werden, um die Menge an Salzverunreinigungen zu reduzieren.

Methoden zur Beseitigung von Steifheit

Um einen übermäßigen Salzgehalt zu bekämpfen, werden folgende Methoden angewendet:

Mit jeder der vorgeschlagenen Methoden zur Wasserenthärtung können Sie mit einem hohen Niveau dieses Indikators fertig werden, aber die chemische Methode wird normalerweise nicht verwendet, um Trinkwasser von Salzen zu reinigen.

Wie sich die Härte auf die Wasserqualität auswirkt

Die Härte des Trinkwassers beeinflusst in erster Linie seinen Geschmack. Die Geschmacksschwelle von Calciumionen im Trinkwasser liegt bei 2-6 mg-eq/l. Die Geschmacksschwelle für Magnesiumionen ist viel niedriger, daher wird das angenehmste Trinkwasser als dasjenige angesehen, bei dem dieser Indikator zwischen 1,6 und 3 mg-eq / l liegt.

In manchen Fällen kann Wasser mit einer Härte von bis zu 10 mEq/l als Trinkwasser verwendet werden, aber seine langfristige Verwendung kann die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Zu hartes Wasser ist für die Verwendung in Flüssigkeitsheizgeräten unerwünscht. Wasserkocher, Boiler, Waschmaschinen und Geschirrspüler haben zwangsläufig ein Heizelement in ihrem Design, das in kürzester Zeit Ablagerungen „ansammelt“, und der Prozess des Erhitzens der Flüssigkeit ist weniger effizient.

Der Langzeitbetrieb einer elektrischen Heizung mit einer erheblichen Kalkschicht führt zu einer Überhitzung des Elements und dessen Ausfall. Glücklicherweise reicht es zum Entkalken aus, 2 Päckchen Zitronensäure in 1 Liter Wasser aufzulösen und einen Wasserkocher oder einen anderen Wasserkocher gut auszukochen. Spülen Sie das Gerät danach gründlich aus und verwenden Sie es bestimmungsgemäß weiter.

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Auch der hohe Salzgehalt des Wassers wirkt sich negativ auf den Waschvorgang aus. Das Auflösen von Reinigungsmitteln in Wasser, das reich an Kalium- und Magnesiumionen ist, führt zu übermäßiger Schaumbildung. Schaum trägt zur Bildung von Plaque auf den Elementen der Waschmaschine bei, was auch die Leistung einiger Komponenten dieses Haushaltsgeräts beeinträchtigen kann.

Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

Bei längerem Gebrauch von hartem Wasser im menschlichen Körper werden schwerwiegende Abweichungen von der Norm beobachtet, die sich hauptsächlich in der Arbeit der folgenden Organe manifestieren:

1. Gastrointestinaltrakt (GIT)- Wenn die Salze, aus denen hartes Wasser besteht, mit tierischen Fetten kombiniert werden, entstehen Fettsäuresalze, die die Magen- und Darmwände umhüllen, eine normale Gärung verhindern und die Peristaltik erheblich hemmen. Infolgedessen reichern sich Schadstoffe und Toxine im Körper an und es entwickelt sich eine Dysbakteriose.
2. Gemeinsame Arbeit- Einige Arten von Salzen, die in den menschlichen Körper gelangen, bilden anorganische Substanzen, die schließlich die Synovialflüssigkeit aus den Gelenken verdrängen. Infolge dieses Ersatzes werden die Gelenke mit Kristallen bedeckt, die bei Bewegung starke Schmerzen verursachen. Langfristiger Gebrauch von hartem Wasser kann zu Arthritis und Polyarthritis führen.
3. Das Herz-Kreislauf-System- Bei einer signifikanten Erhöhung der Trinkwasserhärte verschlechtert sich die Arbeit des Herzens bis hin zur Manifestation schwerer Arrhythmien.
4. Zustand der Haut Hartes Wasser führt zu vorzeitiger Hautalterung. Negative Auswirkungen werden sowohl bei der Aufnahme von Flüssigkeiten als auch beim Geschirrspülen beobachtet. Beim Kontakt von Geschirrspülmitteln mit hartem Wasser bildet sich ein Film, der sich auf der Haut ablagert und die oberen Schichten der Epidermis für lange Zeit negativ beeinflusst.
5. Die Bildung von Nierensteinen- Diese Aussage ist ein Mythos, der dank der Arbeit von Wissenschaftlern entlarvt wurde. Der Prozess der Steinbildung ist unabhängig von der Qualität des Trinkwassers. Nierensteine ​​entstehen hauptsächlich aufgrund eines Mangels an Kalzium im Körper. Als Folge eines Mangels an diesem Element wird es aus den Knochen ausgewaschen und im Harnsystem abgelagert.

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All diese Beschwerden und Krankheitszustände können durch den Einsatz einer mehrstufigen Wasserfiltration vermieden werden. Die Verwendung solcher Geräte wird nicht zu viel kosten, aber die Behandlung verschiedener Pathologien kann erhebliche Geldbeträge kosten.

Methoden zur Bestimmung der Wasserhärte

Um die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit von hartem Wasser zu vermeiden und die Lebensdauer von Heizgeräten zu verlängern, muss die ungefähre Menge an in der Flüssigkeit gelösten Kalium- und Magnesiumsalzen bestimmt werden. Das Abschmecken ist recht problematisch, denn Veränderungen lassen sich auf diese Weise erst erkennen, wenn ein bestimmter Wert überschritten wird.

Um den hohen Gehalt an Kalium-, Magnesium- und Natriumsalzen zu Hause zu bestimmen, können Sie die folgenden Methoden anwenden:

• Versuchen Sie, Seife in Wasser aufzulösen, wenn sich kein Schaum bildet, ist das Wasser sehr hart und sollte nicht verwendet werden.
• Wenn sich innerhalb kurzer Zeit im Wasserkocher und anderen Geräten eine große Menge Kalk bildet, überschreitet das Wasser definitiv die unbedenklichen Werte dieses Wertes.
• Mit Hilfe von Indikatorstreifen können Sie die Salzmenge in der Flüssigkeit genauer bestimmen, diese Methode erfordert jedoch geringe finanzielle Kosten. Um das Experiment durchzuführen, reicht es aus, den Indikatorstreifen einige Sekunden lang in Wasser zu tauchen und nach einer Minute seine Farbe mit der Tabelle in der Anleitung zu vergleichen.

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Fazit

Es ist sehr wichtig zu wissen, welche Härte das Wasser zum Trinken sowie in Heizkesseln und anderen Warmwasserbereitern verwendet. Es ist nicht immer notwendig, genaue Maßeinheiten zu verwenden, um zu Hause zu rechnen.

In der chemischen Industrie und anderen High-Tech-Industrien müssen Sie dagegen die Menge der in Wasser gelösten Salze bis zu einem Milligramm kennen, damit Sie alle in diesem Artikel vorgeschlagenen Einheiten dieses Indikators verwenden können, um zu bestimmen, ob Reduzieren Sie gegebenenfalls die Salzmenge im Wasser.

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Einträge

Der Härtegrad von Wasser wird durch das Vorhandensein von Ionen im Wasser bestimmt Calcium (Ca 2+), Magnesium (Mg 2+), Strontium (Sr 2+), Barium (Ba 2+), Eisen (Fe 2+), Mangan (Mn 2+). Darüber hinaus übersteigt der Gehalt an Calcium- und Magnesiumionen die Konzentrationen der anderen aufgeführten Ionen zusammen deutlich. Daher ist es in Russland üblich, den Härtewert als Summe der im Wasser enthaltenen Calcium- und Magnesiumionen zu bestimmen, ausgedrückt in Milligrammäquivalenten pro Liter (mg-eq / l). Ein meq/l entspricht dem Gehalt von 20,04 mg Ca 2+ bzw. 12,16 mg Mg 2+ pro Liter Wasser.

Es gibt Carbonat- (vorübergehend, durch Kochen beseitigt) und Nicht-Carbonat- (permanente) Härte. Die Karbonathärte ist auf das Vorhandensein von Calcium- und Magnesiumbikarbonaten im Wasser zurückzuführen, die Nichtkarbonathärte auf das Vorhandensein von Sulfaten, Chloriden, Silikaten, Nitraten und Phosphaten dieser Metalle.

Temporäre Härte wird genannt, weil sich Calcium- und Magnesiumbicarbonate beim Kochen zersetzen und in Form von Carbonaten ausfallen. Die chemische Reaktion dieses Prozesses ist wie folgt:

Ca(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2

Der entstehende Niederschlag bildet einen Belag (den sogenannten Kesselstein) an den Wänden des Geschirrs, in dem Wasser gekocht wird. Nach dem Kochen und Ausfällen von Bikarbonaten wird das Wasser weicher.

Die dauerhafte Härte ist auf das Vorhandensein stabiler chemischer Verbindungen von Sulfaten, Chloriden, Silikaten und einigen anderen Calcium- und Magnesiumsalzen im Wasser zurückzuführen, die nicht ausfallen und beim Kochen nicht entfernt werden. Die Summe aus temporärer und permanenter Härte ergibt die Gesamthärte des Wassers.

Allgemeine Wasserhärte, Normen

Die weltweite Praxis der Qualitätskontrolle von Trinkwasser (Standards der Weltgesundheitsorganisation (WHO), Standards der Europäischen Union (EU), ISO-Standards sowie US-Standards) standardisiert nicht die Härte des Trinkwassers – nur separat den Inhalt von Calcium- und Magnesiumionen in Wasser. Nach russischen Standards () sollte die Härte 7 mg-eq / l nicht überschreiten. Was passiert, wenn dieser Wert überschritten wird? Es zeigt sich, dass bei einer Wasserhärte von über 7 mg-eq/l die Rate der Überwucherung von Rohren mit Kalkablagerungen deutlich zunimmt, was deren Lebensdauer verkürzt und die Betriebskosten erhöht. Und bei sehr niedriger Wasserhärte erhält es stark korrosive Eigenschaften. Die aktive Verwendung von Kunststoff und Metall-Kunststoff in den letzten Jahren ermöglicht es Ihnen, Einschränkungen bei der Verwendung von weichem Wasser aufzuheben.

Allgemeine Wasserhärte, Klassifizierungen

Die Klassifizierung von natürlichem Wasser nach dem Härtegrad ist in verschiedenen Ländern unterschiedlich und kann auch nach dem Verwendungszweck des Wassers unterteilt werden.

Die allgemeinste Einteilung ist wie folgt:

Nach der amerikanischen Klassifikation gilt Trinkwasser als „weich“, wenn der Gehalt an Härtesalzen weniger als 2 mg-Äq / l beträgt, normal - von 2 bis 4 mg-Äq / l, hart - von 4 bis 6 mg-Äq / l, und sehr hart - über 6 meq/l. Es ist zu beachten, dass eine solche Einstufung für Wasser gilt, das zu Trinkzwecken verwendet wird. Das Wasser in Warmwassersystemen und in Kontakt mit Heizelementen muss für den normalen Betrieb des Systems weicher sein. Hier können Sie insbesondere auf die Installation nicht verzichten -. Wenn das Wasser aus einem privaten Brunnen stammt, ist es wahrscheinlich, dass ein vorläufiger Brunnen erforderlich ist.

Waschmittelabfall

In hartem Wasser aus gewöhnlicher Seife (in Gegenwart von Calciumionen) bilden sich Seifenschlacken - unlösliche Verbindungen, die keine nützlichen Funktionen haben. Und bis die gesamte Kalkhärte des Wassers auf diese Weise beseitigt ist, beginnt die Schaumbildung nicht. Es gibt eine erhebliche Verschwendung von Waschmitteln. Nach dem Trocknen verbleiben solche Seifenschlacken in Form einer Plaque auf Klempnern, Wäsche, menschlicher Haut und Haaren (ein unangenehmes Gefühl von „harten“ Haaren ist vielen bekannt).

Negative Wirkung auf das Gewebe

Hartes Wasser ist nicht zum Waschen und Waschen geeignet. Wieso den? Wenn Seife oder Pulver mit hartem Wasser in Kontakt kommt, entstehen Kationen von Härtesalzen (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagieren mit Fettsäureanionen, die Bestandteil der Seife sind, und bilden schwerlösliche Verbindungen, wie Calciumstearat Ca (C 17 H 35 COO) 2. Diese Ablagerungen verstopfen nach und nach die Poren des Gewebes und lassen keine Luft und Feuchtigkeit mehr durch, die Fasern werden grob und unelastisch. Die Farben des Produkts verblassen und nehmen einen grau-gelben Farbton an. „Kalkseifen“, die sich auf dem Stoff abgesetzt haben, nehmen ihm seine Festigkeit.

Hautreizung

Wenn „Härteflocken“ auf die menschliche Haut gelangen, wird der natürliche Fettfilm zerstört, der die Haut vor schädlichen Umwelteinflüssen schützt, außerdem werden die Poren verstopft. Ein Zeichen für eine solche negative Auswirkung ist das charakteristische „Knarzen“ der Haut oder Haare, das nach dem Duschen auftritt. Tatsächlich ist die „Seifigkeit“, die bei manchen Menschen nach der Verwendung von weichem Wasser zu Reizungen führt, ein sicheres Zeichen dafür, dass der schützende Fettfilm auf der Haut intakt ist. Sie ist diejenige, die rutscht. Oder verwenden Sie hartes Wasser und kompensieren Sie die Verletzung der Beschichtung mit Lotionen, weichmachenden und feuchtigkeitsspendenden Cremes und anderen Tricks, um den Hautschutz wiederherzustellen, den uns die Natur bereits gegeben hat.

Reduzierte Lebensdauer der Ausrüstung

Wenn Wasser mit einer Härte von mehr als 4 mg-eq / l vor dem Hintergrund einer hohen Alkalität und eines hohen pH-Werts erhitzt wird, wird Calciumcarbonat intensiv in Form von Kalk ausgefällt (die Rohre „überwachsen“, eine weiße Beschichtung bildet sich auf den Heizelementen ). Aus diesem Grund normalisieren die Normen des Kotlonadzor den Wert des Härteindex des Wassers, das zur Speisung der Kessel verwendet wird (0,05–0,1 mg-eq/l). In vielen industriellen Prozessen können Härtesalze chemisch reagieren und unerwünschte Zwischenprodukte bilden.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Die Weltgesundheitsorganisation regelt die Werte der Wasserhärte im Hinblick auf gesundheitliche Auswirkungen. Die Materialien der Organisation besagen, dass, obwohl eine Reihe statistischer Studien eine umgekehrte Beziehung zwischen der Trinkwasserhärte und Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems gezeigt haben, die erhaltenen Daten immer noch nicht ausreichen, um den kausalen Zusammenhang zwischen diesen Phänomenen zu bestimmen. Auch gibt es keine Hinweise darauf, dass sich weiches Wasser negativ auf den Spurenelementhaushalt im menschlichen Körper auswirkt. Eine Reihe von Studien legen nahe, dass der Mensch wichtige Mineralstoffe aus dem Wasser äußerst gering aufnimmt und er die meisten davon aus der Nahrung aufnimmt.

Je nach örtlichen Gegebenheiten kann die für Trinkwasser zulässige Härte etwas variieren. In einigen Fällen ist Wasser mit einer Härte von über 10 meq/l für den Verbraucher akzeptabel. Die Geschmacksschwelle für das Calciumion (in mg-Äquivalent) liegt je nach Anion im Bereich von 2-6 meq/l, und die Geschmacksschwelle für Magnesium ist sogar noch niedriger. Daher kann Wasser mit hoher Härte einen bitteren Geschmack haben. Und die langfristige Anwendung von hartem Wasser (meist begleitet von einer hohen Gesamtmineralisierung) führt zu Problemen im Magen-Darm-Trakt.

andererseits

Zu beachten ist auch, dass Wasser mit einer Härte von weniger als 2 meq/l geringe Puffereigenschaften (Alkalität) hat und abhängig vom pH-Wert und einigen anderen Faktoren eine erhöhte korrosive Wirkung auf die Oberflächen von Rohren und Heizungsanlagen haben kann . Daher ist es in einigen Fällen, insbesondere in Heizräumen, erforderlich, zusätzlich eine spezielle durchzuführen, die es ermöglicht, das optimale Verhältnis zwischen der Korrosivität des Wassers und seiner Härte zu erreichen.