- keras ditelepon air dengan kadar garam tinggi
- lembut dengan sedikit konten
- kekerasan sementara (karbonat), - karena bikarbonat kalsium dan magnesium Ca (HCO 3) 2; Mg (HCO3)2,
- kekerasan permanen (non-karbonat) - disebabkan oleh adanya garam lain yang tidak dilepaskan saat air direbus: terutama sulfat dan klorida Ca dan Mg (CaSO 4, CaCl 2, MgSO 4, MgCl 2).
Standar kesadahan air - dalam 99,99% kasus kita berbicara tentang kesadahan sementara, data VST:
|
Kesadahan air diadopsi di Federasi Rusia |
kesadahan air AS |
||||||||
|
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
||||
|
1. Air lunak |
< 5,608 °dGH |
Air lunak = Air lunak |
< 3,361 °dGH |
||||||
|
2. Air dengan kesadahan sedang |
5,608 - 28,04°dGH |
Air kesadahan sedang = Air kesadahan sedang |
3.361 - 6.724°dGH |
||||||
|
3. Air keras |
Air sadah = Air sadah keras |
6,724-10,085°dGH |
|||||||
|
Air kesadahan sangat keras = Air kesadahan sangat keras |
> 10,085°dGH |
||||||||
Perbandingan standar kesadahan air yang diterima di Federasi Rusia dan Eropa (Jerman), data Ecoline:
Kesadahan air di beberapa kota di dunia- Data MVC - keandalan tidak diketahui :)
| Kekerasan, °F | Kalsium, mg/l | Magnesium, mg/l | |
|---|---|---|---|
| Moskow | 2,0-5,5 | 46 | 11 |
| Paris | 5,0-6,0 | 90 | 6 |
| Berlin | 5,0-8,8 | 121 | 12 |
| New York | 0,3-0,4 | 6 | 1 |
| Sydney | 0,2-1,3 | 15 | 4 |
- Rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) untuk air minum:
- kalsium - 20-80 mg/l; magnesium - 10-30 mg / l. Tidak ada nilai yang direkomendasikan untuk kekakuan. Menurut indikator ini, air minum Moskow sesuai dengan rekomendasi WHO.
- Dokumen peraturan Rusia (SanPiN 2.1.4.1074-01 dan GN 2.1.5.1315-03) untuk air minum mengatur:
- kalsium - standar tidak ditetapkan; magnesium - tidak lebih dari 50 mg/l; kekakuan - tidak lebih dari 7 ° Zh.
- Standar kegunaan fisiologis air minum dalam kemasan (SanPiN 2.1.4.1116-02):
- kalsium - 25-130 mg/l; magnesium - 5-65 mg/l; kekerasan - 1,5-7 ° W.
- Menurut kandungan kalsium dan magnesiumnya, air minum dalam kemasan dengan kategori tertinggi secara resmi tidak lebih baik dari air ledeng.
Terjemahan satuan dan derajat kesadahan air - dalam 99,99% kasus kita berbicara tentang kesadahan sementara:
| °F = 1 meq/l |
mmol/L | ppm, mg/L | dGH, °dH | gpg | °e, °Clark | °fH | |
| 1 Rusia °F \u003d 1 mg-eq / l adalah: | 1 | 0,5 | 50,05 | 2,804 | 2,924 | 3,511 | 5,005 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 mmol/L = mmol/L adalah: | 2 | 1 | 100.1 | 5.608 | 5.847 | 7.022 | 10.01 |
| 1 US ° ppm w = mg/L = Derajat Amerika: | 0,01998 | 0.009991 | 1 | 0.05603 | 0.05842 | 0.07016 | 0.1 |
| 1 Jerman ° dGH, °dH adalah: | 0,3566 | 0.1783 | 17.85 | 1 | 1.043 | 1.252 | 1.785 |
| 1 unit populer AS gpg adalah: |
0,342 | 0.171 | 17.12 | 0.9591 | 1 | 1.201 | 1.712 |
| 1 Bahasa Indonesia °e, °Clark adalah: | 0,2848 | 0.1424 | 14.25 | 0.7986 | 0.8327 | 1 | 1.425 |
| 1 Perancis °fH adalah: | 0,1998 | 0.09991 | 10 | 0.5603 | 0.5842 | 0.7016 | 1 |
| Contoh: 1 °F = 50,05 ppm | |||||||
- Tingkat kesadahan air Amerika, perhatian di sini dua poin:
- gpg = Butir per Galon: 1 (0,0648 g) CaCO 3 dalam 1 (3,785 L) air. Membagi gram dengan liter, kita mendapatkan: 17,12 mg / l CaCO 3 - ini bukan "derajat Amerika", tetapi nilai kesadahan air yang sangat digunakan di negara bagian.
- Derajat Amerika = w = mg/L = Derajat Amerika: 1 bagian CaCO 3 dalam 1.000.000 bagian air 1 mg/l CaCO 3
- Derajat kesadahan air dalam bahasa Inggris = °e = °Clark: 1 (0,0648 g) dalam 1 (4,546) L air = 14,254 mg/L CaCO 3
- Tingkat kesadahan air Prancis (°fH atau °f)(fj): 1 bagian CaCO 3 dalam 100.000 bagian air, atau 10 mg/l CaCO 3
- Derajat kesadahan air Jerman = °dH (deutsche Härte = "Kesadahan Jerman" dapat berupa °dGH (kesadahan total) atau °dKH (untuk kesadahan karbonat)): 1 bagian kalsium oksida - CaO dalam 100.000 bagian air, atau 0,719 bagian magnesium oksida - MgO dalam 100.000 bagian air, yang menghasilkan 10 mg/l CaO atau 7,194 mg/l MgO
- Tingkat kesadahan air Rusia (RF) ° W = 1 mg-eq / l: sesuai dengan konsentrasi alkali tanah yang secara numerik sama dengan 1/2 milimolnya per liter, yang menghasilkan 50,05 mg/l CaCO 3 atau 20,04 mg/l Ca2+
- mmol/L = mmol/L: sesuai dengan konsentrasi unsur alkali tanah, secara numerik sama dengan 100,09 mg/l CaCO 3 atau 40,08 mg/l Ca2+
Metode untuk menghilangkan kesadahan air
- Pelunakan termal. Berdasarkan air mendidih, sebagai akibatnya, kalsium dan magnesium bikarbonat yang tidak stabil secara termal terurai dengan pembentukan kerak:
- Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
- Perebusan hanya menghilangkan kesadahan sementara (karbonat). Menemukan aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.
- Pelunakan reagen. Metode ini didasarkan pada penambahan soda ash Na2CO3 atau kapur mati Ca(OH)2 ke dalam air. Dalam hal ini, garam kalsium dan magnesium masuk ke dalam senyawa yang tidak larut dan, sebagai hasilnya, mengendap. Misalnya, penambahan kapur mati menghasilkan konversi garam kalsium menjadi karbonat yang tidak larut:
- Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → 2CaCO 3 + 2H 2 O
- Reagen terbaik untuk menghilangkan kesadahan air umum adalah natrium ortofosfat Na3PO4, yang merupakan bagian dari sebagian besar persiapan rumah tangga dan industri:
- 3Ca(HCO 3)2 + 2Na 3 PO4 → Ca 3 (PO4)2↓ + 6NaHCO 3
- 3MgSO 4 + 2Na 3 PO 4 → Mg 3 (PO 4) 2 + 3Na 2 SO 4
- Ortofosfat kalsium dan magnesium sangat buruk larut dalam air, sehingga mudah dipisahkan dengan penyaringan mekanis. Metode ini dibenarkan pada konsumsi air yang relatif tinggi, karena dikaitkan dengan solusi dari sejumlah masalah spesifik: penyaringan sedimen, dosis reagen yang akurat.
- kationisasi. Metode ini didasarkan pada penggunaan pemuatan granular penukar ion (paling sering resin penukar ion). Pemuatan seperti itu, setelah kontak dengan air, menyerap kation garam kekerasan (kalsium dan magnesium, besi dan mangan). Sebaliknya, tergantung pada bentuk ionnya, ia melepaskan ion natrium atau hidrogen. Metode ini masing-masing disebut Na-kationisasi dan H-kationisasi.
- Dengan beban pertukaran ion yang dipilih dengan benar, kesadahan air menurun dengan kationisasi natrium satu tahap hingga 0,05-0,1 °F, dengan dua tahap - hingga 0,01 °F.
- Dalam industri, dengan bantuan filter penukar ion, ion kalsium dan magnesium diganti dengan ion natrium dan kalium, memperoleh air lunak.
- Osmosis terbalik. Metode ini didasarkan pada aliran air melalui membran semipermeabel (biasanya poliamida). Bersama dengan garam kekerasan, sebagian besar garam lainnya juga dihilangkan. Efisiensi pembersihan bisa mencapai 99,9%.
- Ada nanofiltrasi (diameter kondisional lubang membran sama dengan satuan nanometer) dan pikofiltrasi (diameter kondisional lubang membran sama dengan satuan pikometer).
- Kerugian dari metode ini harus diperhatikan:
- - kebutuhan untuk persiapan awal air yang disuplai ke membran osmosis balik;
- - biaya 1 liter air terproduksi yang relatif tinggi (peralatan mahal, membran mahal);
- - salinitas rendah dari air yang diterima (terutama selama picofiltrasi). Air menjadi hampir suling.
- Elektrodialisis. Ini didasarkan pada penghilangan garam dari air di bawah aksi medan listrik. Penghapusan ion zat terlarut terjadi karena membran khusus. Seperti halnya saat menggunakan teknologi reverse osmosis, garam lain dihilangkan, selain ion kekerasan.
- Distilasi: Dimungkinkan untuk sepenuhnya memurnikan air dari garam kesadahan distilasi.
"Air keras- salah satu masalah paling umum, baik di rumah pedesaan dengan pasokan air otonom, dan di apartemen kota dengan pasokan air terpusat. Tingkat kesadahan tergantung pada keberadaan garam kalsium dan magnesium (garam kesadahan) di dalam air dan diukur dalam miligram ekuivalen per liter (mg-eq/l). Menurut klasifikasi Amerika (untuk air minum), dengan kandungan kekerasan kurang dari 2 mg-eq / l, air dianggap "lunak", dari 2 hingga 4 mg-eq / l - normal (kami ulangi, untuk keperluan makanan !), Dari 4 hingga 6 mg -eq/l - keras, dan lebih dari 6 mg-eq/l - sangat keras.
Untuk banyak aplikasi, kesadahan air tidak memainkan peran penting (misalnya, untuk memadamkan api, menyirami taman, membersihkan jalan dan trotoar). Namun dalam beberapa kasus, kekakuan dapat menimbulkan masalah. Saat mandi, mencuci piring, mencuci pakaian, mencuci mobil, air sadah jauh lebih efektif daripada air lunak. Dan itulah kenapa:
Saat menggunakan air lunak, deterjen yang dikonsumsi 2 kali lebih sedikit;
Air sadah, berinteraksi dengan sabun, membentuk "sabun terak" yang tidak dicuci dengan air dan meninggalkan noda yang tidak simpatik pada piring dan permukaan pipa ledeng; "Sabun terak" juga tidak membersihkan permukaan kulit manusia, menyumbat pori-pori dan menutupi setiap rambut di tubuh, yang dapat menyebabkan ruam, iritasi, gatal-gatal;
Ketika air dipanaskan, garam kesadahan yang terkandung di dalamnya mengkristal, jatuh dalam bentuk kerak. Skala adalah penyebab 90% kegagalan pada peralatan pemanas air. Oleh karena itu, air yang dipanaskan dalam boiler, boiler, dll., tunduk pada persyaratan kekerasan yang lebih ketat;
Dalam banyak proses industri, garam kesadahan dapat bereaksi secara kimia untuk membentuk zat antara yang tidak diinginkan.
Konsep kekakuan
Kesadahan air biasanya dikaitkan dengan kation kalsium (Ca 2+) dan, pada tingkat lebih rendah, magnesium (Mg 2+). Faktanya, semua kation divalen mempengaruhi kekerasan sampai batas tertentu. Mereka berinteraksi dengan anion, membentuk senyawa (garam kekerasan) yang mampu mengendap. Kation monovalen (misalnya, natrium Na +) tidak memiliki sifat ini.
Tabel ini mencantumkan kation logam utama yang menyebabkan kekerasan dan anion utama yang terkait dengannya.
Dalam praktiknya, strontium, besi, dan mangan memiliki efek kecil pada kekakuan sehingga biasanya diabaikan. Aluminium (Al3+) dan besi besi (Fe3+) juga berkontribusi terhadap kekerasan, tetapi pada tingkat pH yang ditemukan di perairan alami, kelarutannya, dan dengan demikian "kontribusi" terhadap kekerasan, dapat diabaikan. Demikian pula, efek barium (Ba2+) yang tidak signifikan tidak diperhitungkan.
Jenis kekakuan
Kekerasan umum. Ini ditentukan oleh konsentrasi total ion kalsium dan magnesium. Ini adalah jumlah dari kesadahan karbonat (sementara) dan non-karbonat (permanen).
kekerasan karbonat. Hal ini disebabkan oleh adanya bikarbonat dan karbonat (pada pH > 8,3) dari kalsium dan magnesium di dalam air. Jenis kesadahan ini hampir sepenuhnya dihilangkan ketika air direbus dan oleh karena itu disebut kesadahan sementara. Ketika air dipanaskan, bikarbonat terurai dengan pembentukan asam karbonat dan pengendapan kalsium karbonat dan magnesium hidroksida.
kekerasan non-karbonat. Hal ini disebabkan oleh adanya garam kalsium dan magnesium dari asam kuat (sulfur, nitrat, klorida) dan tidak dihilangkan dengan perebusan (kekerasan konstan).
Satuan
Dalam praktik dunia, beberapa unit pengukuran kekakuan digunakan, semuanya dengan cara tertentu berkorelasi satu sama lain. Di Rusia, Gosstandart menetapkan mol per meter kubik (mol/m3) sebagai satuan kesadahan air.
Satu mol per meter kubik sesuai dengan konsentrasi massa yang setara dengan ion kalsium (1/2 Ca2+) 20,04 g/m3 dan ion magnesium (1/2Mg2+) 12,153 g/m3. Nilai numerik kekerasan, yang dinyatakan dalam mol per meter kubik, sama dengan nilai numerik kekerasan, yang dinyatakan dalam miliekuivalen per liter (atau desimeter kubik), mis. 1mol/m3=1mmol/l=1mg-eq/l=1mg-eq/dm3.
Selain itu, satuan kekerasan seperti derajat Jerman (do, dH), derajat Prancis (fo), derajat Amerika, ppm CaCO3 banyak digunakan di luar negeri.
Rasio satuan kekakuan tersebut disajikan dalam tabel berikut:
Catatan: Satu derajat Jerman sama dengan 10 mg/dm3 CaO atau 17,86 mg/dm3 CaCO3 dalam air. Satu derajat Prancis sama dengan 10 mg/dm3 CaCO3 dalam air. Satu derajat AS sama dengan 1 mg/dm3 CaCO3 dalam air.
Asal kekakuan
Ion kalsium (Ca2+) dan magnesium (Mg2+), serta logam alkali tanah lainnya yang menyebabkan kesadahan, terdapat di semua air mineral. Sumbernya adalah endapan alami batu kapur, gipsum, dan dolomit. Ion kalsium dan magnesium masuk ke dalam air sebagai akibat interaksi karbon dioksida terlarut dengan mineral dan proses pelarutan dan pelapukan kimia batuan lainnya. Proses mikrobiologi yang terjadi di tanah di daerah tangkapan air, di sedimen dasar, serta air limbah dari berbagai perusahaan juga dapat berfungsi sebagai sumber ion ini.
Kesadahan air sangat bervariasi dan ada banyak jenis klasifikasi air sesuai dengan tingkat kesadahannya.
Biasanya, di perairan bermineral rendah, kesadahan karena ion kalsium berlaku (hingga 70%-80%) (walaupun dalam beberapa kasus yang jarang terjadi, kesadahan magnesium dapat mencapai 50-60%). Dengan peningkatan derajat mineralisasi air, kandungan ion kalsium (Ca2+) turun dengan cepat dan jarang melebihi 1 g/l. Kandungan ion magnesium (Mg2+) di perairan yang sangat termineralisasi dapat mencapai beberapa gram, dan di danau garam - puluhan gram per liter air.
Secara umum, kesadahan air permukaan umumnya lebih rendah dari kesadahan air tanah. Kekerasan air permukaan tunduk pada fluktuasi musiman yang nyata, biasanya mencapai nilai tertinggi pada akhir musim dingin dan terendah selama periode banjir, ketika banyak diencerkan dengan hujan lembut dan air yang meleleh. Air laut dan samudera memiliki kesadahan yang sangat tinggi (puluhan dan ratusan meq/dm3)
Pengaruh kekakuan
Dari sudut pandang penggunaan air minum, penerimaannya dalam hal kesadahan dapat bervariasi secara signifikan tergantung pada kondisi setempat. Ambang rasa untuk ion kalsium terletak (dalam hal mg-ekuivalen) dalam kisaran 2-6 meq/l, tergantung pada anion yang sesuai, dan ambang rasa untuk magnesium bahkan lebih rendah. Dalam beberapa kasus, air dengan kesadahan di atas 10 meq/l dapat diterima oleh konsumen. Kesadahan yang tinggi memperburuk sifat organoleptik air, memberikan rasa pahit dan memiliki efek negatif pada organ pencernaan.
Organisasi Kesehatan Dunia tidak menawarkan kekerasan yang direkomendasikan untuk alasan kesehatan. Materi WHO menyatakan bahwa meskipun sejumlah penelitian telah menemukan hubungan terbalik secara statistik antara kesadahan air minum dan penyakit kardiovaskular, data yang tersedia tidak cukup untuk menyimpulkan bahwa hubungan ini bersifat kausal. Demikian pula, air lunak belum terbukti secara pasti memiliki efek negatif pada keseimbangan mineral dalam tubuh manusia.
Namun, tergantung pada pH dan alkalinitas, air dengan kesadahan di atas 4 mEq/L dapat menyebabkan endapan terak dan kerak (kalsium karbonat) dalam sistem distribusi, terutama jika dipanaskan. Itulah sebabnya norma-norma Pengawasan Boiler memperkenalkan persyaratan yang sangat ketat untuk kesadahan air yang digunakan untuk memasok boiler (0,05-0,1 mg-eq / l).
Selain itu, ketika garam kekerasan berinteraksi dengan deterjen (sabun, bubuk cuci, sampo), "terak sabun" terbentuk dalam bentuk busa. Ini tidak hanya menyebabkan pemborosan deterjen yang signifikan. Setelah kering, busa tersebut tetap dalam bentuk plak pada pipa ledeng, pakaian dalam, kulit manusia, dan rambut (perasaan tidak menyenangkan dari rambut "keras" sudah diketahui banyak orang). Dampak negatif utama dari racun ini pada seseorang adalah bahwa mereka menghancurkan lapisan lemak alami, yang selalu menutupi kulit normal dan menyumbat pori-porinya. Tanda dampak negatif tersebut adalah karakteristik "derit" kulit atau rambut yang dicuci bersih. Ternyata perasaan "bersabun" yang menjengkelkan yang dialami beberapa orang setelah menggunakan air lunak adalah tanda bahwa lapisan lemak pelindung pada kulit aman dan sehat. Dia yang meluncur. Jika tidak, Anda harus mengeluarkan uang untuk lotion, krim pelembut dan pelembab, dan trik lain untuk mengembalikan perlindungan kulit yang telah diberikan oleh Alam kepada kita.
Pada saat yang sama, perlu untuk menyebutkan sisi lain dari koin. Air lunak dengan kesadahan kurang dari 2 meq/l memiliki kapasitas penyangga (alkalinitas) yang rendah dan mungkin, tergantung pada tingkat pH dan sejumlah faktor lainnya, memiliki efek korosif yang meningkat pada pipa air. Oleh karena itu, dalam beberapa aplikasi (terutama dalam rekayasa panas), terkadang perlu dilakukan pengolahan air khusus untuk mencapai rasio yang optimal antara kesadahan air dan sifat korosifnya.
Kesadahan air adalah sifat karena adanya garam terlarut dalam air, terutama kalsium dan magnesium. Kesadahan air dibagi menjadi karbonat (adanya magnesium dan kalsium bikarbonat di dalamnya) dan non-karbonat (adanya garam asam kuat - klorida atau sulfat kalsium dan magnesium). Jumlah kesadahan karbonat dan non-karbonat menentukan kesadahan total.
Kekerasan karbonat disebut sementara, karena dengan perebusan air yang berkepanjangan, bikarbonat terurai dengan pembentukan endapan kalsium karbonat dan pelepasan karbon dioksida:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
Mg (HCO 3) 2 \u003d Mg (OH) 2 + 2CO 2
Kesadahan air, karena adanya magnesium dan kalsium sulfat, disebut konstan. Itu hanya dapat dihilangkan secara kimia:
CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + Na 2 SO 4.
Saat ini, resin penukar ion juga digunakan untuk menghilangkan kekakuan.
Cara menghilangkan kesadahan air
Garam kalsium dan magnesium dilarutkan dalam air alami. Ini adalah hidrokarbon dan sulfat. Kami akan menunjukkan dua metode untuk pengendapan hidrokarbonat untuk mengurangi kesadahan air. Cara pertama adalah merebus. Mendidih* mengubah hidrokarbon terlarut menjadi karbonat tidak larut dan kesadahan air menurun.
Dengana(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 +H 2 O+CO 2
Cara kedua adalah dengan menambahkan air jeruk nipis. Ketika air kapur ditambahkan, bikarbonat berubah menjadi karbonat dan air menjadi lebih lembut.
Dengana(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 +2 H 2 HAI
Tetapi kesadahan air juga tergantung pada kalsium dan magnesium sulfat. Kalsium dan magnesium sulfat dapat dihilangkan dengan natrium karbonat. Ketika natrium karbonat ditambahkan, sulfat diubah menjadi kalsium dan magnesium karbonat yang tidak larut.
CaSO 4 + Tidak 2 BERSAMA 3 = CaCO 3 + Na 2 JADI 4
Pelunakan air
Penghilangan garam kesadahan dari air, mis., pelunakannya, harus dilakukan untuk memberi makan pabrik boiler, dan kesadahan air untuk boiler tekanan sedang dan rendah tidak boleh lebih dari 0,3 mg-eq / l. Air pelunak juga diperlukan untuk industri seperti tekstil, kertas, kimia, di mana air harus memiliki kesadahan tidak lebih dari 0,7 -1,0 mg-eq / l. Pelunakan air untuk keperluan rumah tangga dan minum juga dianjurkan, terutama jika melebihi 7 mg-eq / l. Metode utama pelunakan air berikut digunakan:
metode reagen - dengan memasukkan reagen yang mendorong pembentukan senyawa kalsium dan magnesium yang sukar larut dan pengendapannya;
metode kation, di mana air lunak disaring melalui zat yang memiliki kemampuan untuk menukar kation (natrium atau hidrogen) yang terkandung di dalamnya dengan kation kalsium dan magnesium, garam yang dilarutkan dalam air. Dan sebagai hasil dari pertukaran, ion kalsium dan magnesium dipertahankan dan garam natrium terbentuk yang tidak memberikan kesadahan air;
metode termal, yang terdiri dari memanaskan air hingga suhu di atas 100 °, sementara garam kekerasan karbonat hampir sepenuhnya dihilangkan.
Seringkali, metode pelunakan digunakan dalam kombinasi. Misalnya, beberapa garam kekerasan dihilangkan dengan metode reagen, dan sisanya dengan pertukaran kation. Dari metode reagen, metode pelunakan soda-kapur adalah yang paling umum. Esensinya direduksi untuk mendapatkan, alih-alih garam Ca Mg yang dilarutkan dalam air, garam CaCO3 dan Mg (OH) 2 yang tidak larut yang mengendap. Kedua reagen - soda Na2CO3 dan kapur Ca(OH)2 - dimasukkan ke dalam air lunak secara bersamaan atau bergantian. Garam karbonat, kesadahan sementara dihilangkan dengan kapur, non-karbonat, kesadahan konstan - soda. Reaksi kimia saat menghilangkan kesadahan karbonat berlangsung sebagai berikut:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
Magnesium oksida hidrat Mg(OH)2 mengental dan mengendap. Untuk menghilangkan kesadahan non-karbonat, Na2CO3 dimasukkan ke dalam air lunak. Reaksi kimia saat menghilangkan kesadahan non-karbonat adalah sebagai berikut:
Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4;
Na2CO3 + CaC12 = CaCO3 + 2NaCl.
Sebagai hasil dari reaksi, kalsium karbonat diperoleh, yang mengendap. Reagen yang digunakan dalam pengolahan air dimasukkan ke dalam air di tempat-tempat berikut:
a) klorin (dalam kasus klorinasi awal) - ke dalam pipa hisap dari stasiun pompa dari lift pertama atau ke dalam saluran yang memasok air ke stasiun perawatan;
b) koagulan - ke dalam pipa sebelum mixer atau ke dalam mixer;
c) kapur untuk alkalisasi selama koagulasi - bersamaan dengan koagulan;
d) karbon aktif untuk menghilangkan bau dan rasa dalam air hingga 5 mg/l - sebelum filter. Pada dosis tinggi, batubara harus dimasukkan di stasiun pompa lift pertama atau bersamaan dengan koagulan ke dalam mixer instalasi pengolahan air, tetapi tidak lebih awal dari 10 menit setelah klorin dimasukkan;
e) klorin dan amonia untuk desinfeksi air dimasukkan ke fasilitas pengolahan dan ke dalam air yang disaring. Dengan adanya fenol di dalam air, amonia harus dimasukkan baik selama klorinasi awal dan akhir.
Jenis khusus pemurnian dan pengolahan air termasuk desalinasi, desalinasi, penghilangan besi, penghilangan gas terlarut dari air dan stabilisasi.
Salah satu pertanyaan yang paling sering diajukan oleh penduduk kota Moskow adalah pertanyaan tentang kesadahan air minum. Hal ini disebabkan maraknya penggunaan mesin pencuci piring dan mesin cuci dalam kehidupan sehari-hari, dimana perhitungan beban deterjen didasarkan pada nilai kesadahan air yang digunakan sebenarnya.
Anda dapat mengetahui nilai kesadahan air di alamat Anda menggunakan layanan elektronik kami
Di Rusia, kekerasan diukur dalam "derajat kekerasan", dan produsen global menggunakan unit pengukuran yang diterima di negara mereka. Oleh karena itu, untuk kenyamanan penghuni, "Kalkulator Kekakuan" telah dibuat, yang dengannya Anda dapat mengubah nilai kekakuan dari satu sistem pengukuran ke sistem pengukuran lainnya untuk mengatur peralatan rumah tangga Anda dengan benar.
| Indeks kekakuan | Satuan pengukuran saat ini | Satuan ukuran yang diperlukan | Hasil perhitungan indikator | |
|---|---|---|---|---|
| = |
Kekerasan adalah seperangkat sifat air yang terkait dengan kandungan garam terlarut di dalamnya, terutama kalsium dan magnesium ("garam kesadahan"). Kekakuan total terdiri dari sementara dan permanen. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan air mendidih, yang disebabkan oleh sifat beberapa garam untuk mengendap, membentuk apa yang disebut kerak.
Faktor utama yang mempengaruhi nilai kekerasan adalah pelarutan batuan yang mengandung kalsium dan magnesium (batugamping, dolomit) ketika air alami melewatinya. Air permukaan umumnya lebih lunak daripada air tanah. Kekerasan air permukaan tunduk pada fluktuasi musiman yang nyata, mencapai maksimum di musim dingin. Nilai minimum kesadahan khas untuk periode air tinggi atau air tinggi, ketika ada aliran intensif lelehan lunak atau air hujan ke sumber pasokan air.
Satuan kekakuan
Di Rusia, kekerasan diukur dalam "derajat kekerasan" (1°W = 1 meq/l = 1/2 mol/m3). Di luar negeri, unit pengukuran kesadahan air lainnya diterima.
Satuan kekakuan
1 ° W \u003d 20,04 mg Ca 2 + atau 12,15 Mg 2 + dalam 1 dm 3 air;
1°DH = 10 mg CaO dalam 1 dm 3 air;
1°Clark = 10 mg CaCO 3 dalam 0,7 dm 3 air;
1°F = 10 mg CaCO 3 dalam 1 dm 3 air;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 dalam 1 dm 3 air.
Kesadahan air di beberapa kota di dunia
Rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) untuk air minum:
kalsium - 20-80 mg / l; magnesium - 10-30 mg / l. Tidak ada nilai yang direkomendasikan untuk kekakuan. Menurut indikator ini, air minum Moskow sesuai dengan rekomendasi WHO.
Dokumen peraturan Rusia (SanPiN 2.1.4.1074-01 dan GN 2.1.5.1315-03) untuk air minum mengatur:
kalsium - standar tidak ditetapkan; magnesium - tidak lebih dari 50 mg / l; kekakuan - tidak lebih dari 7 ° Zh.
Derajat kesadahan air ditentukan oleh adanya ion-ion dalam air kalsium (Ca 2+), magnesium (Mg 2+), strontium (Sr 2+), barium (Ba 2+), besi (Fe 2+), mangan (Mn 2+). Selain itu, kandungan ion kalsium dan magnesium secara signifikan melebihi konsentrasi gabungan ion lain yang terdaftar. Oleh karena itu, di Rusia biasanya menentukan nilai kesadahan sebagai jumlah ion kalsium dan magnesium yang terkandung dalam air, dinyatakan dalam miligram ekuivalen per liter (mg-eq / l). Satu meq/l sesuai dengan kandungan 20,04 mg Ca 2+ atau 12,16 mg Mg 2+ per liter air.
Ada kesadahan karbonat (sementara, dihilangkan dengan perebusan) dan non-karbonat (permanen). Kesadahan karbonat disebabkan oleh adanya kalsium dan magnesium bikarbonat dalam air, kesadahan non-karbonat disebabkan oleh adanya sulfat, klorida, silikat, nitrat, dan fosfat dari logam-logam ini.
Disebut kesadahan sementara karena ketika direbus, kalsium dan magnesium bikarbonat terurai dan mengendap dalam bentuk karbonat. Reaksi kimia dari proses ini adalah sebagai berikut: 
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
Endapan yang dihasilkan membentuk plak (disebut kerak) di dinding piring tempat air direbus. Setelah mendidih dan pengendapan hidrokarbon, air menjadi lebih lembut.
Kesadahan permanen disebabkan oleh adanya senyawa kimia stabil dari sulfat, klorida, silikat dan beberapa garam kalsium dan magnesium lainnya dalam air, yang tidak mengendap dan tidak hilang saat direbus. Jumlah kesadahan sementara dan kesadahan permanen menghasilkan kesadahan total air.
Kesadahan air umum, standar
Praktek dunia pengendalian kualitas air yang dikonsumsi untuk minum (standar Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), standar Uni Eropa (UE), standar ISO, serta standar AS) tidak menstandarkan kesadahan air minum - hanya terpisah kandungan ion kalsium dan magnesium dalam air. Menurut standar Rusia (), kekerasan tidak boleh melebihi 7 mg-eq / l. Apa yang terjadi jika nilai ini terlampaui? Ternyata ketika kesadahan air di atas 7 mg-eq/l, laju pertumbuhan berlebih pipa dengan endapan kapur meningkat secara signifikan, yang mengurangi masa pakainya dan meningkatkan biaya operasi. Dan pada kesadahan air yang sangat rendah, ia memperoleh sifat korosif yang kuat. Penggunaan aktif plastik dan logam-plastik dalam beberapa tahun terakhir memungkinkan Anda untuk menghilangkan batasan penggunaan air lunak.
Kesadahan air umum, klasifikasi
Klasifikasi air alami menurut tingkat kesadahan berbeda di berbagai negara, dan juga dapat dibagi lagi tergantung pada tujuan penggunaan air.
Klasifikasi yang paling umum adalah sebagai berikut:
Menurut klasifikasi Amerika, air minum dianggap "lunak" ketika kandungan garam kekerasan kurang dari 2 mg-eq / l, normal - dari 2 hingga 4 mg-eq / l, keras - dari 4 hingga 6 mg-eq / l, dan sangat keras - lebih dari 6 meq/l. Perlu dicatat bahwa klasifikasi tersebut berlaku untuk air yang digunakan untuk keperluan minum. Air dalam sistem air panas dan yang bersentuhan dengan elemen pemanas harus lebih lembut agar sistem berfungsi normal. Di sini Anda tidak dapat melakukannya tanpa menginstal, khususnya -. Pada saat yang sama, jika air berasal dari sumur pribadi, kemungkinan akan diperlukan sumur pendahuluan.
Limbah deterjen
Dalam air sadah dari sabun biasa (dengan adanya ion kalsium), terak sabun terbentuk - senyawa tidak larut yang tidak membawa fungsi yang berguna. Dan sampai semua kesadahan kalsium air dihilangkan dengan cara ini, pembentukan busa tidak akan dimulai. Ada pemborosan deterjen yang signifikan. Setelah pengeringan, terak sabun tersebut tetap dalam bentuk plak pada pipa ledeng, linen, kulit dan rambut manusia (perasaan tidak menyenangkan dari rambut "keras" sudah diketahui banyak orang).
Efek negatif pada jaringan
Air sadah tidak cocok untuk mencuci dan mencuci. Mengapa? Ketika sabun atau bubuk bersentuhan dengan air sadah, kation garam kesadahan (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) bereaksi dengan anion asam lemak yang merupakan bagian dari sabun dan membentuk senyawa yang sukar larut, seperti kalsium stearat Ca (C 17 H 35 COO) 2. Endapan ini secara bertahap menyumbat pori-pori kain dan berhenti membiarkan udara dan uap air melewatinya, serat menjadi kasar dan tidak elastis. Warna produk memudar dan memperoleh warna abu-abu-kuning. "Sabun kapur" yang menempel pada kain menghilangkan kekuatannya.
Iritasi kulit
Ketika "serpihan kekerasan" masuk ke kulit manusia, lapisan lemak alami dihancurkan, yang melindungi kulit dari efek buruk lingkungan, dan pori-pori juga tersumbat. Tanda dampak negatif tersebut adalah karakteristik "derit" kulit atau rambut yang muncul setelah mandi. Faktanya, "sabun" yang menyebabkan iritasi pada beberapa orang setelah menggunakan air lunak adalah tanda pasti bahwa lapisan lemak pelindung pada kulit aman dan sehat. Dia yang meluncur. Atau gunakan air keras dan kompensasikan pelanggaran pelapisan dengan lotion, krim pelembut dan pelembab dan trik lain untuk mengembalikan perlindungan kulit yang telah diberikan alam kepada kita.
Mengurangi masa pakai peralatan
Ketika air dengan kekerasan lebih dari 4 mg-eq / l dipanaskan dengan latar belakang alkalinitas dan pH tinggi, kalsium karbonat diendapkan secara intensif dalam bentuk kerak (pipa "tumbuh berlebihan", lapisan putih terbentuk pada elemen pemanas ). Itulah sebabnya norma-norma Kotlonadzor menormalkan nilai indeks kekerasan air yang digunakan untuk memberi makan boiler (0,05–0,1 mg-eq/l). Dalam banyak proses industri, garam kesadahan dapat bereaksi secara kimia untuk membentuk zat antara yang tidak diinginkan.
Dampak kesehatan
Organisasi Kesehatan Dunia mengatur nilai kesadahan air dalam hal efek kesehatan. Materi organisasi mengatakan bahwa meskipun sejumlah studi statistik telah mengungkapkan hubungan terbalik antara kesadahan air minum dan penyakit pada sistem kardiovaskular, data yang diperoleh masih belum cukup untuk menentukan hubungan sebab akibat antara fenomena ini. Juga, tidak ada bukti bahwa air lunak memiliki dampak negatif pada keseimbangan elemen dalam tubuh manusia. Sejumlah penelitian menunjukkan bahwa penyerapan mineral penting dari air oleh manusia sangat rendah, dan ia menerima sebagian besar dari makanan.
Tergantung pada kondisi setempat, kesadahan yang dapat diterima untuk penggunaan air minum mungkin sedikit berbeda. Dalam beberapa kasus, air dengan kesadahan di atas 10 meq/l dapat diterima oleh konsumen. Ambang rasa untuk ion kalsium (dalam hal mg-ekuivalen) berada di kisaran 2-6 meq/l, tergantung pada anion yang sesuai, dan ambang rasa untuk magnesium bahkan lebih rendah. Jadi, air dengan kesadahan tinggi bisa memiliki rasa pahit. Dan penggunaan air sadah dalam jangka panjang (biasanya disertai dengan mineralisasi total yang tinggi) menyebabkan masalah pada saluran pencernaan.
tetapi di sisi lain
Perlu juga dicatat bahwa air dengan kesadahan kurang dari 2 meq/l memiliki sifat penyangga (alkalinitas) yang rendah dan, tergantung pada tingkat pH dan beberapa faktor lainnya, mungkin memiliki efek korosif yang meningkat pada permukaan pipa dan peralatan pemanas. . Oleh karena itu, dalam beberapa kasus, terutama ketika di ruang ketel, perlu dilakukan tambahan khusus, yang memungkinkan untuk mencapai rasio optimal antara korosifitas air dan kekerasannya.
