- difícil chamado água com alto teor de sal
- suave com pouco conteúdo
- dureza temporária (carbonato), - devido aos bicarbonatos de cálcio e magnésio Ca (HCO 3) 2; Mg (HCO 3) 2,
- dureza permanente (não carbonatada) - causada pela presença de outros sais que não são liberados quando a água é fervida: principalmente sulfatos e cloretos Ca e Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).
Padrões de dureza da água - em 99,99% dos casos estamos falando de dureza temporária, dados VST:
|
Dureza da água adotada na Federação Russa |
dureza da água americana |
||||||||
|
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
°F = |
ppm = mg/l |
gpg |
||||
|
1. Água macia |
< 5,608 °dGH |
Água mole = água mole |
< 3,361 °dGH |
||||||
|
2. Água de dureza média |
5,608 - 28,04°dGH |
Água de dureza média = Água de dureza moderada |
3,361 - 6,724°dGH |
||||||
|
3. Água dura |
Água dura = Água dura |
6,724-10,085°dGH |
|||||||
|
Água muito dura = Água de dureza muito dura |
> 10,085°dGH |
||||||||
Comparação dos padrões de dureza da água aceitos na Federação Russa e na Europa (Alemanha), dados Ecoline:
Dureza da água em algumas cidades do mundo- Dados MVC - confiabilidade desconhecida :)
| Dureza, °F | Cálcio, mg/l | Magnésio, mg/l | |
|---|---|---|---|
| Moscou | 2,0-5,5 | 46 | 11 |
| Paris | 5,0-6,0 | 90 | 6 |
| Berlim | 5,0-8,8 | 121 | 12 |
| Nova york | 0,3-0,4 | 6 | 1 |
| Sidney | 0,2-1,3 | 15 | 4 |
- Recomendações da Organização Mundial da Saúde (OMS) para água potável:
- cálcio - 20-80 mg/l; magnésio - 10-30 mg / l. Não há valor recomendado para rigidez. De acordo com esses indicadores, a água potável de Moscou está em conformidade com as recomendações da OMS.
- Documentos regulatórios russos (SanPiN 2.1.4.1074-01 e GN 2.1.5.1315-03) para água potável regulam:
- cálcio - o padrão não é estabelecido; magnésio - não mais de 50 mg/l; rigidez - não mais que 7 ° Zh.
- Padrão para a utilidade fisiológica da água engarrafada (SanPiN 2.1.4.1116-02):
- cálcio - 25-130 mg/l; magnésio - 5-65 mg/l; dureza - 1,5-7 ° W.
- De acordo com o teor de cálcio e magnésio, a água engarrafada da categoria mais alta oficialmente não é melhor que a água da torneira.
Tradução de unidades e graus de dureza da água - em 99,99% dos casos estamos falando de dureza temporária:
| °F = 1 meq/l |
mmol/L | ppm, mg/L | dGH, °dH | gpg | °e, °Clark | °fH | |
| 1 °F russo \u003d 1 mg-eq / l é: | 1 | 0,5 | 50,05 | 2,804 | 2,924 | 3,511 | 5,005 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 mmol/L = mmol/L é: | 2 | 1 | 100.1 | 5.608 | 5.847 | 7.022 | 10.01 |
| 1 US ° ppm w = mg/L = grau americano: | 0,01998 | 0.009991 | 1 | 0.05603 | 0.05842 | 0.07016 | 0.1 |
| 1 alemão ° dGH, °dH é: | 0,3566 | 0.1783 | 17.85 | 1 | 1.043 | 1.252 | 1.785 |
| 1 unidade popular dos EUA gp é: |
0,342 | 0.171 | 17.12 | 0.9591 | 1 | 1.201 | 1.712 |
| 1 Inglês °e, °Clark é: | 0,2848 | 0.1424 | 14.25 | 0.7986 | 0.8327 | 1 | 1.425 |
| 1 °fH francês é: | 0,1998 | 0.09991 | 10 | 0.5603 | 0.5842 | 0.7016 | 1 |
| Exemplo: 1 °F = 50,05 ppm | |||||||
- Graus americanos de dureza da água, atenção aqui dois pontos:
- gpg = Grãos por Galão: 1 (0,0648 g) CaCO3 em 1 (3,785 L) água. Dividindo gramas por litros, temos: 17,12 mg/l CaCO 3 - este não é um "grau americano", mas um valor de dureza da água que é muito utilizado nos estados.
- grau americano = w = mg/L = grau americano: 1 parte de CaCO 3 em 1.000.000 partes de água 1 mg/l CaCO 3
- Graus ingleses de dureza da água = °e = °Clark: 1 (0,0648 g) em 1 (4,546) L de água = 14,254 mg/L CaCO3
- Graus franceses de dureza da água (°fH ou °f)(f): 1 parte de CaCO 3 em 100.000 partes de água ou 10 mg/l de CaCO 3
- Graus alemães de dureza da água = °dH (deutsche Härte = "dureza alemã" pode ser °dGH (dureza total) ou °dKH (para dureza de carbonato)): 1 parte de óxido de cálcio - CaO em 100.000 partes de água, ou 0,719 partes de óxido de magnésio - MgO em 100.000 partes de água, o que dá 10 mg/l CaO ou 7,194 mg/l MgO
- Grau russo (RF) de dureza da água ° W = 1 mg-eq / l: corresponde a uma concentração alcalina terrosa numericamente igual a 1/2 de seu milimole por litro, o que dá 50,05 mg/l CaCO 3 ou 20,04 mg/l Ca2+
- mmol/L = mmol/L: corresponde à concentração do elemento alcalino terroso, numericamente igual a 100,09 mg/l CaCO 3 ou 40,08 mg/l Ca2+
Métodos para eliminar a dureza da água
- Amolecimento térmico. Com base na água fervente, como resultado, os bicarbonatos de cálcio e magnésio termicamente instáveis se decompõem com a formação de incrustações:
- Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O.
- A ebulição remove apenas a dureza temporária (carbonato). Encontra aplicação na vida cotidiana.
- Amolecimento do reagente. O método é baseado na adição de carbonato de sódio Na2CO3 ou cal apagada Ca(OH)2 à água. Nesse caso, os sais de cálcio e magnésio passam para compostos insolúveis e, como resultado, precipitam. Por exemplo, a adição de cal apagada resulta na conversão de sais de cálcio em carbonato insolúvel:
- Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O
- O melhor reagente para eliminar a dureza geral da água é o ortofosfato de sódio Na3PO4, que faz parte da maioria das preparações domésticas e industriais:
- 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
- 3MgSO 4 + 2Na 3 PO 4 → Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 3Na 2 SO 4
- Os ortofosfatos de cálcio e magnésio são muito pouco solúveis em água, por isso são facilmente separados por filtração mecânica. Este método justifica-se pelo consumo de água relativamente elevado, uma vez que está associado à resolução de uma série de problemas específicos: filtração do sedimento, dosagem precisa do reagente.
- cationização. O método é baseado no uso de carga granular de troca iônica (na maioria das vezes resinas de troca iônica). Tal carregamento, em contato com a água, absorve cátions de sais de dureza (cálcio e magnésio, ferro e manganês). Em vez disso, dependendo da forma iônica, libera íons de sódio ou hidrogênio. Esses métodos são chamados respectivamente de Na-cationização e H-cationização.
- Com uma carga de troca iônica adequadamente selecionada, a dureza da água diminui com cationização de sódio de estágio único para 0,05-0,1 °F, com dois estágios - até 0,01 °F.
- Na indústria, com a ajuda de filtros de troca iônica, os íons de cálcio e magnésio são substituídos por íons de sódio e potássio, obtendo-se água macia.
- Osmose Inversa. O método baseia-se na passagem de água através de membranas semipermeáveis (geralmente poliamida). Juntamente com os sais de dureza, a maioria dos outros sais também são removidos. A eficiência de limpeza pode chegar a 99,9%.
- Existem nanofiltração (o diâmetro condicional dos orifícios da membrana é igual a unidades de nanômetros) e picofiltração (o diâmetro condicional dos orifícios da membrana é igual a unidades de picômetros).
- As desvantagens deste método devem ser observadas:
- - a necessidade de preparação preliminar da água fornecida à membrana de osmose reversa;
- - custo relativamente alto de 1 litro de água produzida (equipamento caro, membranas caras);
- - baixa salinidade da água recebida (especialmente durante a picofiltração). A água fica quase destilada.
- Eletrodiálise. Baseia-se na remoção de sais da água sob a ação de um campo elétrico. A remoção de íons de substâncias dissolvidas ocorre devido a membranas especiais. Assim como ao usar a tecnologia de osmose reversa, outros sais são removidos, além dos íons de dureza.
- Destilação:É possível purificar completamente a água dos sais de dureza destilação.
"Água não filtrada- um dos problemas mais comuns, tanto em casas de campo com abastecimento autônomo de água, quanto em apartamentos urbanos com abastecimento de água centralizado. O grau de dureza depende da presença de sais de cálcio e magnésio (sais de dureza) na água e é medido em miligramas equivalentes por litro (mg-eq/l). De acordo com a classificação americana (para água potável), com um teor de dureza inferior a 2 mg-eq / l, a água é considerada “mole”, de 2 a 4 mg-eq / l - normal (repetimos, para fins alimentícios !), De 4 a 6 mg -eq/l - duro, e acima de 6 mg-eq/l - muito duro.
Para muitas aplicações, a dureza da água não desempenha um papel significativo (por exemplo, para extinguir incêndios, regar o jardim, limpar ruas e calçadas). Mas em alguns casos, a rigidez pode criar problemas. Ao tomar banho, lavar a louça, lavar a roupa, lavar o carro, a água dura é muito menos eficaz do que a água macia. E é por isso:
Ao usar água macia, é consumido 2 vezes menos detergente;
A água dura, interagindo com o sabão, forma “escórias de sabão” que não são lavadas com água e deixam manchas antipáticas em pratos e encanamentos; As "escórias de sabão" também não são lavadas da superfície da pele humana, obstruindo os poros e cobrindo todos os pelos do corpo, o que pode causar erupções cutâneas, irritação, coceira;
Quando a água é aquecida, os sais de dureza contidos nela cristalizam, caindo em forma de escamas. A incrustação é a causa de 90% das falhas em equipamentos de aquecimento de água. Portanto, a água aquecida em caldeiras, caldeiras, etc., está sujeita a uma ordem de grandeza de requisitos mais rigorosos de dureza;
Em muitos processos industriais, os sais de dureza podem reagir quimicamente para formar intermediários indesejados.
O conceito de rigidez
A dureza da água está geralmente associada aos cátions cálcio (Ca 2+) e, em menor grau, ao magnésio (Mg 2+). De fato, todos os cátions divalentes afetam a dureza até certo ponto. Eles interagem com ânions, formando compostos (sais de dureza) capazes de precipitar. Cátions monovalentes (por exemplo, sódio Na+) não possuem essa propriedade.
Esta tabela lista os principais cátions metálicos que causam dureza e os principais ânions aos quais estão associados.
Na prática, o estrôncio, o ferro e o manganês têm um efeito tão pequeno na rigidez que geralmente são negligenciados. Alumínio (Al3+) e ferro férrico (Fe3+) também contribuem para a dureza, mas nos níveis de pH encontrados em águas naturais, sua solubilidade e, portanto, "contribuição" para a dureza, é insignificante. Da mesma forma, o efeito insignificante do bário (Ba2+) não é levado em consideração.
Tipos de rigidez
Dureza geral.É determinado pela concentração total de íons cálcio e magnésio. É a soma da dureza carbonatada (temporária) e não carbonatada (permanente).
dureza carbonatada.É causada pela presença de bicarbonatos e carbonatos (em pH > 8,3) de cálcio e magnésio na água. Este tipo de dureza é quase completamente eliminado quando a água é fervida e, portanto, é chamada de dureza temporária. Quando a água é aquecida, os bicarbonatos se decompõem com a formação de ácido carbônico e precipitação de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio.
dureza não carbonatada.É causada pela presença de sais de cálcio e magnésio de ácidos fortes (sulfúrico, nítrico, clorídrico) e não é eliminado por fervura (dureza constante).
Unidades
Na prática mundial, são utilizadas várias unidades de medida de rigidez, todas elas de certa forma correlacionadas entre si. Na Rússia, o Gosstandart define o mol por metro cúbico (mol/m3) como a unidade de dureza da água.
Um mol por metro cúbico corresponde a uma concentração em massa de equivalentes de íons cálcio (1/2 Ca2+) 20,04 g/m3 e íons magnésio (1/2Mg2+) 12,153 g/m3. O valor numérico da dureza, expresso em moles por metro cúbico, é igual ao valor numérico da dureza, expresso em miliequivalentes por litro (ou decímetro cúbico), ou seja, 1mol/m3=1mmol/l=1mg-eq/l=1mg-eq/dm3.
Além disso, unidades de dureza como graus alemães (do, dH), graus franceses (fo), graus americanos, ppm CaCO3 são amplamente utilizados em países estrangeiros.
A relação dessas unidades de rigidez é apresentada na tabela a seguir:
Nota: Um grau alemão corresponde a 10 mg/dm3 CaO ou 17,86 mg/dm3 CaCO3 em água. Um grau francês corresponde a 10 mg/dm3 CaCO3 em água. Um grau americano corresponde a 1 mg/dm3 de CaCO3 em água.
Origem da rigidez
Íons de cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+), assim como outros metais alcalino-terrosos que causam dureza, estão presentes em todas as águas mineralizadas. Sua fonte são depósitos naturais de calcário, gesso e dolomita. Os íons de cálcio e magnésio entram na água como resultado da interação do dióxido de carbono dissolvido com minerais e outros processos de dissolução e intemperismo químico das rochas. Processos microbiológicos que ocorrem em solos da área de captação, em sedimentos de fundo, bem como águas residuais de diversos empreendimentos também podem servir como fonte desses íons.
A dureza da água varia muito e existem muitos tipos de classificações de água de acordo com o grau de sua dureza.
Normalmente, em águas pouco mineralizadas, a dureza devido aos íons de cálcio prevalece (até 70%-80%) (embora em alguns casos raros a dureza do magnésio possa atingir 50-60%). Com o aumento do grau de mineralização da água, o teor de íons cálcio (Ca2+) cai rapidamente e raramente excede 1 g/l. O conteúdo de íons de magnésio (Mg2+) em águas altamente mineralizadas pode atingir vários gramas e em lagos salgados - dezenas de gramas por litro de água.
Em geral, a dureza da água superficial é geralmente menor que a dureza da água subterrânea. A dureza das águas superficiais está sujeita a flutuações sazonais perceptíveis, atingindo geralmente seu valor mais alto no final do inverno e o mais baixo durante o período das cheias, quando é abundantemente diluída com chuva suave e água derretida. A água do mar e do oceano tem dureza muito alta (dezenas e centenas de meq/dm3)
Influência da rigidez
Do ponto de vista do uso da água potável, sua aceitabilidade em termos de dureza pode variar significativamente dependendo das condições locais. O limiar de sabor para o íon cálcio situa-se (em termos de equivalente em mg) na faixa de 2-6 meq/l, dependendo do ânion correspondente, e o limiar de sabor para o magnésio é ainda menor. Em alguns casos, a água com dureza acima de 10 meq/l é aceitável para os consumidores. A alta dureza piora as propriedades organolépticas da água, dando-lhe um sabor amargo e tendo um efeito negativo nos órgãos digestivos.
A Organização Mundial da Saúde não oferece nenhuma dureza recomendada por motivos de saúde. Os materiais da OMS dizem que, embora vários estudos tenham encontrado uma relação estatisticamente inversa entre a dureza da água potável e as doenças cardiovasculares, os dados disponíveis não são suficientes para concluir que essa relação é causal. Da mesma forma, a água macia não foi inequivocamente comprovada como tendo um efeito negativo no equilíbrio de minerais no corpo humano.
No entanto, dependendo do pH e da alcalinidade, a água com dureza acima de 4 mEq/L pode causar depósitos de escória e incrustações (carbonato de cálcio) no sistema de distribuição, principalmente quando aquecida. É por isso que as normas de Supervisão de Caldeiras introduzem requisitos muito rigorosos para a dureza da água usada para alimentar as caldeiras (0,05-0,1 mg-eq / l).
Além disso, quando os sais de dureza interagem com os detergentes (sabão, sabão em pó, xampus), formam-se “escórias de sabão” na forma de espuma. Isso leva não apenas a um desperdício significativo de detergentes. Após a secagem, essa espuma permanece na forma de uma placa no encanamento, roupas íntimas, pele humana e cabelos (uma sensação desagradável de cabelo “duro” é bem conhecida por muitos). O principal impacto negativo dessas toxinas em uma pessoa é que elas destroem o filme gorduroso natural, que é sempre coberto com pele normal e obstrui seus poros. Um sinal de um impacto tão negativo é o "rangido" característico da pele ou cabelo lavados. Acontece que a sensação irritante de “ensaboar” que algumas pessoas experimentam depois de usar água macia é um sinal de que o filme protetor de gordura na pele está são e salvo. Ela é quem desliza. Caso contrário, você terá que gastar dinheiro em loções, cremes suavizantes e hidratantes e outros truques para restaurar a proteção da pele que a Mãe Natureza já nos proporcionou.
Ao mesmo tempo, é necessário mencionar o outro lado da moeda. A água mole com dureza inferior a 2 meq/l tem uma baixa capacidade de tamponamento (alcalinidade) e pode, dependendo do nível de pH e de vários outros fatores, ter um efeito corrosivo aumentado nas tubulações de água. Portanto, em várias aplicações (especialmente na engenharia térmica), às vezes é necessário realizar um tratamento especial da água para obter uma relação ideal entre a dureza da água e sua corrosividade.
A dureza da água é uma propriedade devido à presença de sais dissolvidos na água, principalmente cálcio e magnésio. A dureza da água é dividida em carbonato (presença de bicarbonatos de magnésio e cálcio) e não carbonato (presença de sais de ácidos fortes - cloretos ou sulfatos de cálcio e magnésio). A soma da dureza carbonatada e não carbonatada determina a dureza total.
A dureza do carbonato é chamada de temporária, pois com a ebulição prolongada dessa água, os bicarbonatos se decompõem com a formação de um precipitado de carbonato de cálcio e a liberação de dióxido de carbono:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
Mg (HCO 3) 2 \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2
A dureza da água, devido à presença de sulfatos de magnésio e cálcio, é chamada de constante. Só pode ser eliminado quimicamente:
CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4.
Atualmente, as resinas de troca iônica também são usadas para eliminar a rigidez.
Maneiras de eliminar a dureza da água
Os sais de cálcio e magnésio são dissolvidos em água natural. Estes são hidrocarbonetos e sulfatos. Mostraremos dois métodos para a precipitação de hidrocarbonetos para reduzir a dureza da água. A primeira maneira é ferver. A ebulição* converte hidrocarbonetos solúveis em carbonatos insolúveis e a dureza da água diminui.
A PARTIR DEa(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 ↓+H 2 O+CO 2
A segunda maneira é adicionar água de cal. Quando a água de cal é adicionada, os bicarbonatos se transformam em carbonatos e a água fica mais macia.
A PARTIR DEa(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓+2H 2 O
Mas a dureza da água também depende dos sulfatos de cálcio e magnésio. Sulfatos de cálcio e magnésio podem ser removidos com carbonato de sódio. Quando o carbonato de sódio é adicionado, os sulfatos são convertidos em carbonatos de cálcio e magnésio insolúveis.
CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓+ Na 2 ASSIM 4
Amaciamento da água
A remoção dos sais de dureza da água, ou seja, seu amolecimento, deve ser realizada para alimentar as caldeiras, e a dureza da água para caldeiras de média e baixa pressão não deve ser superior a 0,3 mg-eq/l. A água de amolecimento também é necessária para indústrias como têxtil, papel, química, onde a água deve ter uma dureza não superior a 0,7 -1,0 mg-eq / l. O amolecimento da água para uso doméstico e potável também é aconselhável, especialmente se exceder 7 mg-eq / l. Os seguintes métodos principais de amaciamento da água são usados:
método do reagente - pela introdução de reagentes que promovem a formação de compostos de cálcio e magnésio pouco solúveis e sua precipitação;
método catiônico, no qual a água amolecida é filtrada através de substâncias que têm a capacidade de trocar os cátions (sódio ou hidrogênio) contidos nelas por cátions de cálcio e magnésio, sais dissolvidos em água. E como resultado da troca, os íons de cálcio e magnésio são retidos e são formados sais de sódio que não conferem dureza à água;
método térmico, que consiste em aquecer a água a uma temperatura acima de 100 °, enquanto os sais de dureza carbonatada são quase completamente removidos.
Muitas vezes, os métodos de amolecimento são usados em combinação. Por exemplo, alguns dos sais de dureza são removidos pelo método do reagente e o restante pela troca catiônica. Dos métodos de reagentes, o método de amolecimento de cal sodada é o mais comum. Sua essência se reduz a obter, em vez de sais de Ca Mg dissolvidos em água, sais insolúveis de CaCO3 e Mg (OH) 2 que precipitam. Ambos os reagentes - soda Na2CO3 e cal Ca(OH)2 - são introduzidos na água amolecida simultaneamente ou alternadamente. Sais de carbonato, dureza temporária são removidos com cal, não carbonato, dureza permanente - soda. As reações químicas ao remover a dureza do carbonato procedem da seguinte forma:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
O hidrato de óxido de magnésio Mg(OH)2 coagula e precipita. Para eliminar a dureza não carbonatada, Na2CO3 é introduzido na água amaciada. As reações químicas ao remover a dureza não carbonatada são as seguintes:
Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4;
Na2CO3 + CaC12 = CaCO3 + 2NaCl.
Como resultado da reação, obtém-se carbonato de cálcio, que precipita. Os reagentes utilizados no tratamento de água são introduzidos na água nos seguintes locais:
a) cloro (no caso de cloração preliminar) - nas tubulações de sucção da estação de bombeamento do primeiro elevador ou nas condutas que fornecem água à estação de tratamento;
b) coagulante - na tubulação antes do misturador ou no misturador;
c) cal para alcalinização durante a coagulação - simultaneamente com o coagulante;
d) carvão ativado para remover odores e sabores na água até 5 mg/l - antes dos filtros. Em altas doses, o carvão deve ser introduzido na estação de bombeamento do primeiro elevador ou simultaneamente com o coagulante no misturador da estação de tratamento de água, mas não antes de 10 minutos após a introdução do cloro;
e) cloro e amônia para desinfecção da água são introduzidos nas estações de tratamento e na água filtrada. Na presença de fenóis na água, a amônia deve ser introduzida tanto durante a cloração preliminar quanto final.
Tipos especiais de purificação e tratamento de água incluem dessalinização, dessalinização, remoção de ferro, remoção de gases dissolvidos da água e estabilização.
Uma das perguntas mais frequentes dos moradores da cidade de Moscou é a questão da dureza da água potável. Isso se deve ao uso generalizado de lava-louças e máquinas de lavar na vida cotidiana, para as quais o cálculo da carga de detergentes é baseado no valor real da dureza da água utilizada.
Você pode descobrir o valor da dureza da água em seu endereço usando nosso serviço eletrônico
Na Rússia, a dureza é medida em "graus de dureza", e os fabricantes globais usam unidades de medida aceitas em seus países. Por isso, para comodidade dos moradores, foi criada uma "Calculadora de Rigidez", com a qual você pode converter os valores de rigidez de um sistema de medição para outro para configurar corretamente seus eletrodomésticos.
| Índice de rigidez | Unidade de medida atual | Unidade de medida necessária | O resultado do cálculo do indicador | |
|---|---|---|---|---|
| = |
A dureza é um conjunto de propriedades da água associadas ao teor de sais dissolvidos nela, principalmente cálcio e magnésio ("sais de dureza"). A rigidez total consiste em temporária e permanente. A dureza temporária pode ser eliminada pela ebulição da água, que se deve à propriedade de alguns sais de precipitar, formando a chamada incrustação.
O principal fator que influencia o valor da dureza é a dissolução de rochas contendo cálcio e magnésio (calcário, dolomita) quando a água natural passa por elas. As águas superficiais são geralmente mais suaves que as subterrâneas. A dureza das águas superficiais está sujeita a flutuações sazonais perceptíveis, atingindo um máximo no inverno. Os valores mínimos de dureza são típicos para períodos de cheia ou cheia, quando há um fluxo intenso de soft melt ou água da chuva para as fontes de abastecimento de água.
Unidades de rigidez
Na Rússia, a dureza é medida em "graus de dureza" (1°W = 1 meq/l = 1/2 mol/m3). No exterior, outras unidades de medida de dureza da água são aceitas.
Unidades de rigidez
1 ° W \u003d 20,04 mg Ca 2 + ou 12,15 Mg 2 + em 1 dm 3 de água;
1°DH = 10 mg CaO em 1 dm 3 de água;
1°Clark = 10 mg CaCO3 em 0,7 dm3 de água;
1°F = 10 mg CaCO3 em 1 dm3 de água;
1 ppm \u003d 1 mg CaCO 3 em 1 dm 3 de água.
Dureza da água em algumas cidades do mundo
Recomendações da Organização Mundial da Saúde (OMS) para água potável:
cálcio - 20-80 mg / l; magnésio - 10-30 mg / l. Não há valor recomendado para rigidez. De acordo com esses indicadores, a água potável de Moscou está em conformidade com as recomendações da OMS.
Documentos regulatórios russos (SanPiN 2.1.4.1074-01 e GN 2.1.5.1315-03) para água potável regulam:
cálcio - o padrão não é estabelecido; magnésio - não mais que 50 mg / l; rigidez - não mais que 7 ° Zh.
O grau de dureza da água é determinado pela presença de íons na água cálcio (Ca 2+), magnésio (Mg 2+), estrôncio (Sr 2+), bário (Ba 2+), ferro (Fe 2+), manganês (Mn 2+). Além disso, o teor de íons de cálcio e magnésio excede significativamente as concentrações dos outros íons listados combinados. Portanto, na Rússia é costume determinar o valor da dureza como a soma dos íons cálcio e magnésio contidos na água, expressos em miligramas equivalentes por litro (mg-eq / l). Um meq/l corresponde ao teor de 20,04 mg Ca 2+ ou 12,16 mg Mg 2+ por litro de água.
Existem durezas carbonatadas (temporárias, eliminadas por fervura) e não carbonatadas (permanentes). A dureza carbonatada é devida à presença de bicarbonatos de cálcio e magnésio na água, a dureza não carbonatada é devida à presença de sulfatos, cloretos, silicatos, nitratos e fosfatos destes metais.
A dureza temporária é chamada porque, quando fervida, os bicarbonatos de cálcio e magnésio se decompõem e precipitam na forma de carbonatos. A reação química deste processo é a seguinte: 
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
O precipitado resultante forma uma placa (chamada escama) nas paredes dos pratos em que a água é fervida. Após a fervura e precipitação dos hidrocarbonetos, a água torna-se mais macia.
A dureza constante é devida à presença na água de compostos químicos estáveis de sulfatos, cloretos, silicatos e alguns outros sais de cálcio e magnésio, que não precipitam e não são removidos quando fervidos. A soma da dureza temporária e permanente dá a dureza total da água.
Dureza geral da água, padrões
A prática mundial de controle de qualidade da água consumida para consumo (padrões da Organização Mundial da Saúde (OMS), padrões da União Européia (UE), padrões ISO, bem como padrões dos EUA) não padronizam a dureza da água potável - apenas separadamente o conteúdo de íons cálcio e magnésio na água. De acordo com os padrões russos (), a dureza não deve exceder 7 mg-eq / l. O que acontece quando este valor é excedido? Acontece que quando a dureza da água está acima de 7 mg-eq/l, a taxa de crescimento excessivo de tubulações com depósitos de calcário aumenta significativamente, o que reduz sua vida útil e aumenta os custos operacionais. E com dureza de água muito baixa, adquire fortes propriedades corrosivas. O uso ativo de plástico e metal-plástico nos últimos anos permite remover restrições ao uso de água macia.
Dureza geral da água, classificações
As classificações da água natural de acordo com o grau de dureza diferem em diferentes países, e também podem ser subdivididas dependendo da finalidade do uso da água.
A classificação mais geral é a seguinte:
De acordo com a classificação americana, a água potável é considerada "mole" quando o teor de sais de dureza é inferior a 2 mg-eq/l, normal - de 2 a 4 mg-eq/l, dura - de 4 a 6 mg-eq / l, e muito difícil - mais de 6 meq/l. Deve-se notar que tal classificação é válida para a água utilizada para fins de consumo. A água nos sistemas de água quente e em contacto com quaisquer elementos de aquecimento deve ser mais suave para o normal funcionamento do sistema. Aqui você não pode ficar sem instalar, em particular -. Ao mesmo tempo, se a água vier de um poço particular, é provável que seja necessário um preliminar.
Resíduos de detergente
Na água dura do sabão comum (na presença de íons de cálcio), formam-se escórias de sabão - compostos insolúveis que não possuem funções úteis. E até que toda a dureza de cálcio da água seja eliminada dessa maneira, a formação de espuma não começará. Há um desperdício significativo de detergentes. Após a secagem, essas escórias de sabão permanecem na forma de uma placa no encanamento, linho, pele e cabelo humanos (uma sensação desagradável de cabelo “duro” é bem conhecida por muitos).
Efeito negativo nos tecidos
A água dura não é adequada para lavagem e lavagem. Por quê? Quando sabão ou pó entram em contato com água dura, cátions de sais de dureza (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagem com ânions de ácidos graxos que fazem parte do sabão e formam compostos pouco solúveis, como o estearato de cálcio Ca (C 17 H 35 COO) 2. Esses depósitos obstruem gradualmente os poros do tecido e ele deixa de permitir a passagem do ar e da umidade, as fibras tornam-se grosseiras e inelásticas. As cores do produto desbotam e adquirem um tom cinza-amarelado. Os “sabonetes de cal” que se fixaram no tecido o privam de sua força.
Irritação na pele
Quando os “flocos de dureza” entram na pele humana, o filme de gordura natural é destruído, o que protege a pele dos efeitos adversos do meio ambiente, e os poros ficam entupidos. Um sinal de um impacto tão negativo é o “rangido” característico da pele ou cabelo que aparece após o banho. De fato, a “sabão” que causa irritação em algumas pessoas após o uso de água macia é um sinal claro de que o filme protetor de gordura na pele está são e salvo. Ela é quem desliza. Ou use água dura e compense a violação do revestimento com loções, cremes suavizantes e hidratantes e outros truques para restaurar a proteção da pele que a natureza já nos proporcionou.
Redução da vida útil do equipamento
Quando a água com uma dureza superior a 4 mg-eq / l é aquecida no contexto de alta alcalinidade e nível de pH, o carbonato de cálcio é precipitado intensamente na forma de incrustações (os tubos “crescem demais”, forma-se um revestimento branco no aquecimento elementos). É por isso que as normas do Kotlonadzor normalizam o valor do índice de dureza da água utilizada para alimentar as caldeiras (0,05–0,1 mg-eq/l). Em muitos processos industriais, os sais de dureza podem reagir quimicamente para formar intermediários indesejados.
Impacto na saúde
A Organização Mundial da Saúde regula os valores de dureza da água em termos de efeitos na saúde. Os materiais da organização dizem que, embora vários estudos estatísticos tenham revelado uma relação inversa entre a dureza da água potável e as doenças do sistema cardiovascular, os dados obtidos ainda não são suficientes para determinar a relação causal entre esses fenômenos. Além disso, não há evidências de que a água macia tenha um impacto negativo no equilíbrio de oligoelementos no corpo humano. Vários estudos sugerem que a absorção humana de minerais importantes da água é extremamente baixa, e ele recebe a maioria deles dos alimentos.
Dependendo das condições locais, a dureza aceitável para uso de água potável pode variar um pouco. Em alguns casos, a água com dureza acima de 10 meq/l é aceitável para o consumidor. O limiar de sabor para o íon cálcio (em termos de equivalente em mg) está na faixa de 2-6 meq/l, dependendo do ânion correspondente, e o limiar de sabor para o magnésio é ainda menor. Assim, a água com alta dureza pode ter um sabor amargo. E o uso prolongado de água dura (geralmente acompanhado de alta mineralização total) leva a problemas no trato gastrointestinal.
mas por outro lado
Deve-se notar também que a água com dureza inferior a 2 meq/l tem propriedades tampão baixas (alcalinidade) e, dependendo do nível de pH e de alguns outros fatores, pode ter um efeito corrosivo aumentado nas superfícies das tubulações e equipamentos de aquecimento . Portanto, em alguns casos, especialmente quando em salas de caldeiras, é necessário realizar adicionalmente um especial, o que permite alcançar a relação ideal entre a corrosividade da água e sua dureza.
