Чем отличаются временная и постоянная жесткость воды

Что важно? Временная и постоянная жесткость воды зависит от ее происхождения и, следовательно, состава. Методы устранения каждого из этих химических явлений также отличаются между собой.

На что еще обратить внимание? Как временная, так и постоянная жесткость воды могут оказывать негативное воздействие на коммуникации, бытовую технику, уровень комфорта и даже здоровье человека. Чтобы избежать этого, прибегают к методам ее смягчения.

Понятие жесткости воды

Временная и постоянная жесткость воды зависит от солей, которые в ней растворены. Прежде всего, речь идет о магниевых и кальциевых солях, которые меняют свойства жидкости в зависимости от своей концентрации. Изменения касаются вкусовых качеств, а также растворимости других веществ и влияния воды на разные материалы. То есть, это не жесткость в общепринятом понимании.

При прохождении через грунт и слои горных пород вода насыщается минералами магния и кальция. Если там, где она проходит, преобладают гранитные породы, она будет мягкой, а при наличии большого количества известняковых отложений становится жесткой.

Концентрация соли в водоемах повышается из-за попадания туда противогололедных реагентов и сбросов промышленных предприятий, что оказывает влияние на общую жесткость.

Фото: freepik / magnific.com

Также жесткость изменяется в разные времена года. Весной в водоснабжающую систему попадает талая и дождевая вода, которая снижает жесткость, в отличие от зимнего периода. А в жаркую погоду вода с поверхности открытых водоемов испаряется, что приводит к повышению содержания солей.

Единицы измерения и нормы жесткости воды

Существуют разные единицы измерения жесткости воды, но чаще всего используют мг-экв/дм³ (миллиграмм-эквивалент на кубический дециметр), мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр) и градусы жесткости (⁰Ж). Эти показатели могут заменять друг друга.

По стандартам, принятым в РФ, для измерения жесткости воды используют градусы. Один градус жесткости соответствует одному миллиграмм-эквиваленту на кубический дециметр. Данный объем является начальной точкой измерений и содержит 12,16 ионов магния либо 20,04 кальциевых ионов.

Нормы питьевой воды в России указаны в СанПиН 1.2.3685-21[3]. Здесь же можно найти и общие значения жесткости:

• для централизованного водоснабжения показатель равен 7,0 мг-экв/дм³;
• для нецентрализованного водоснабжения от составляет 10,0 мг-экв/дм³.

Если жесткость находится в пределах 8,0-12,0 мг-экв/дм³ или выше, водя является жесткой и очень жесткой; показатель в пределах 4,0-8,0 мг-экв/дм³ говорит о средней жесткости, а на мягкую воду указывает диапазон 1,5-4,0 мг-экв/дм³.

Разница между временной и постоянной жесткостью воды

Жесткость воды делится на временную и постоянную – в зависимости от того, в какие химические реакции вступают соли при нагревании.

Это имеет значение для выбора метода умягчения воды, о чем мы расскажем ниже.

Временная, или карбонатная жесткость

Это самый известный вид жесткости, который можно заметить по отложению извести на нагревательных элементах и внутренней поверхности чайников. Она объясняется присутствием гидрокарбоната магния ((Mg(HCO₃)₂) и гидрокарбоната кальция (Ca(HCO₃)₂).

Такая жесткость называется временной, так как устраняется с помощью обычного кипячения. Когда вода нагревается, гидрокарбонаты разрушаются. Химическая реакция выглядит так:

Ca(HCO₃)₂ → (при нагреве) → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

CO₂ то есть, углекислый газ, улетучивается, а оставшийся нерастворимый осадок, из которого состоит накипь — это карбонат кальция (CaCO₃).

Таким образом, если прокипятить, отстоять и осторожно слить воду, она из жесткой станет мягкой. Аналогично ведет себя карбонат магния, однако осаждается он более тяжело.

Временная жесткость образуется, когда вода проходит через подземные пласты и взаимодействует с известняком и углекислым газом. Такое явление характерно для местности, где преобладают осадочные породы, и для артезианских скважин.

Постоянная, или некарбонатная жесткость

Ее очень сложно устранить. Кипячение против данного вида жесткости не помогает и соли попадают в водопроводную систему и в организм человека.

Обусловлена наличием других магниевых и кальциевых солей: сульфатов (MgSO₄ и CaSO₄), хлоридов (MgCl₂ и CaCl₂), силикатов и нитратов (Ca(NO₃)₂). Они хорошо растворяются и при кипячении не образуют осадка. 

Читайте также!

Методы улучшения качества воды: анализ, контроль и очистка

Подробнее

Такая жесткость называется постоянной, так как соли не меняют химический состав при термообработке. В воде любой температуры они сохраняются в растворенном виде и спокойно проходят через всю водоснабжающую систему (котлы, теплообменники) в краны в наших домах.

Постоянная жесткость возникает при прохождении воды через подземные пласты с высоким содержанием сульфата кальция (гипса) либо появляется из-за попадания в водоемы удобрений и стоков предприятий.

Под общей жесткостью воды понимается сумма карбонатной и некарбонатной жесткости (временной и постоянной). Чтобы выбрать способ очистки, нужно определить количественное соотношение солей с помощью химического анализа.

Негативные последствия использования жесткой воды любого вида

Для приборов и коммуникаций

Из-за накипи теплопроводность снижается, а потребление энергии увеличивается на 15-30 %. Вызывает перегрев и приводит к поломке нагревательных элементов.

Засоры приводят к тому, что просвет труб сужается, давление и пропускная способность падают.

Частицы накипи действуют на детали посудомоечных и стиральных машин как абразив, ускоряя их износ и сокращая срок службы.

Для быта

На сантехнике, поверхностях из стекла, посуде появляются разводы и пятна.

На выстиранных вещах возникает жесткий налет серого цвета, ткани быстрее изнашиваются.

Кофе и чай становятся мутными, у них изменяется вкус.

Для здоровья

Волосы и кожные покровы — шелушение, раздражение, чувство стянутости. Волосы теряют блеск, плохо слушаются, запутываются.

Пищеварительная система — если постоянно употреблять воду с повышенной жесткостью, желудочно-кишечный тракт испытывает дополнительную нагрузку. Люди, не имеющие проблем со здоровьем, этого могут не замечать, а те, у кого есть почечные заболевания или повышена чувствительность желудка, попадают в группу риска.

Фото: freepik / magnific.com

Баланс микроэлементов — вода высокой жесткости содержит много магния и кальция. Если этих элементов в организме не хватает, то такая вода может быть даже полезной, однако содержащиеся в ней соли нужно учитывать при составлении рациона.

Способы определить жесткость воды

Итак, мы разобрались, чем отличается временная и постоянная жесткость воды, а дальше расскажем, как ее определить. Лучше всего сдать воду в лабораторию, где специалисты проведут химический анализ. Если это невозможно, параметры воды можно узнать в водоканале своего населенного пункта.

Также существуют тесты, которые можно провести в домашних условиях. Они не требуют сложных инструментов и реагентов и позволяют дать примерную оценку жесткости воды.

• TDS-метр

По-другому его называют солемер или кондуктометр. Он представляет собой устройство, позволяющее определить, какое суммарное количество твердых веществ растворено в воде. TDS-метр показывает общее содержание растворенных соединений, определяя проводимость пробы. Существуют модели, которые рассчитывают не только данный показатель, но и такие параметры как температуру и соленость воды.

• Индикаторы жесткости

Это простой и быстрый тест, доступный в домашних условиях, однако он позволяет получить только общую картину качества воды. Он выполнен в виде полоски, похожей на те, которые применяются для проверки рН. Опустите тест в воду на несколько секунд, после чего сравните результат со шкалой на упаковке. Такие индикаторы можно купить в специализированных магазинах или заказать на маркетплейсах.

• Реакция с использованием мыла

В мягкой воде мыло дает обильную пену, тогда как в жесткой - пены образуется намного меньше. Эксперт Татьяна Ледащева рассказывает, как самостоятельно проверить жесткость мылом: налейте в бутылку с водой немного жидкого мыла и встряхните, предварительно закрыв крышкой. Посмотрите, сколько пены получилось: обильное пенообразование говорит о мягкой воде (либо о нормальной жесткости), а если пены немного — жесткость, скорее всего, высокая.

• С помощью кипячения

Прокипятите воду в чайнике несколько раз и посмотрите, не образовался ли осадок. Если он выпал и появился налет, значит вода жесткая.

Также можно проверить жесткость с помощью заварки чая. Мягкая вода быстрее приобретает насыщенный чайный цвет, а в жесткой чай настаивается дольше, возможно появление пленки на поверхности воды.

• Оценка органолептических свойств (запах, вкус)

Жесткость сама по себе не пахнет, однако вы можете предположить, насколько жесткой является вода по ее вкусовым качествам и запаху. Жесткая вода часто имеет привкус горечи или похожа по вкусу на раствор пищевой соды, а мягкая ощущается как более пресная. На сульфатную жесткость может указывать запах сероводорода (так пахнут тухлые яйца).

Способы борьбы с жесткостью воды

Временная и постоянная жесткость воды убирается разными способами. На выбор метода устранения ненужных минеральных солей влияет то, для чего и сколько умягченной воды вам требуется. Также нужно помнить о взаимозаменяемости некоторых приемов.

Вода для питья

Доказательная медицина говорит о том, что жесткая вода не наносит вреда здоровью, но она может иметь неприятный привкус из-за присутствия минеральных элементов. Чтобы улучшить вкус, используйте бытовой фильтр-кувшин. Примеси в нем устраняются механическим способом: минеральные соли оседают на фильтрующем элементе при прохождении воды через него. Не забывайте менять фильтрующий элемент с периодичностью, указанной в инструкции.

После такой очистки воду можно употреблять в сыром виде, но только тогда, когда она изначально заявлена как питьевая. Либо можно ее кипятить в чайнике или использовать для кофеварки — налета не будет.

Вода для мелких бытовых приборов

Техническая вода используется в таких бытовых приборах как паровая швабра или утюг. Чтобы они не вышли из строя из-за образующегося осадка, рекомендуется использовать дистиллированную воду. При ее отсутствии обычную воду из-под крана можно прокипятить, чтобы осадить минеральные соли и умягчить. Для кипячения берите любую старую посуду, которую не жалко испортить осадком. Остывшую воду можно заливать в приборы, только помните, что ее не следует взбалтывать.

Фото: freepik / magnific.com

Вода для крупной бытовой техники

В магазинах бытовой химии продаются порошкообразные средства или таблетки, препятствующие образованию накипи. Их используют для защиты посудомоечных и стиральных машин от жесткости воды, добавляя при каждом цикле работы.

Вода для стирки вручную

Для смягчения воды используют соду (половину чайной ложки на 1 литр воды), уксус (одну столовую ложку 9-процентного раствора на литр воды) или лимонную кислоту (половину чайной ложки на литр воды). Не забывайте хорошо перемешивать раствор.

Вода для мытья посуды и купания

Для смягчения водопроводной воды можно использовать многофункциональный фильтр-насадку, который задержит органические вещества, очистит от бактерий, грязи и кусочков ржавчины.

Читайте также!

Деаэрация воды: методы, установки и нормативы для котельных

Подробнее

Выбирая устройство, уточните у консультанта, способно ли оно устранить жесткость воды.

Вода для всего дома

Если необходимо умягчить воду, которая идет на водоснабжение всего дома в целом, применяют фильтрующие системы, которые ставят на основную входную водопроводную трубу.

Разница в методах смягчения постоянной и временной жесткости воды

Методы, используемые для избавления воды от временной и постоянной жесткости, отличаются.

Для смягчения временной жесткости используют:

• Кипячение — самый простой способ умягчить воду. Используется для небольших количеств питьевой воды.
• Реагентное умягчение — основано на применении Ca(OH)₂ (гашеной извести). Реагент вступает в реакцию с гидрокарбонатами и переводит их в нерастворимую форму (карбонаты).
• Ионообменные фильтры — замещают магниевые и кальциевые ионы на ионы калия и натрия.

Для смягчения постоянной жесткости используют:

• Ионообменные фильтры — поскольку замещение ионов магния и кальция на натриевые ионы происходит в смоле независимо от того, какие анионы содержит соль, метод эффективен для устранения жесткости любого вида. Когда смола истощается, ее восстанавливают раствором поваренной соли.
• Обратный осмос — вода проходит через полупроницаемую мембрану, на которой задерживаются почти все растворенные соединения, в том числе соли жесткости. Эффективность достигает 99 %. Таким методом можно получать питьевую воду, но чтобы мембрана не забивалась, исходное сырье необходимо умягчить или обработать антискалантом.
• Реагентное умягчение — в воду добавляют фосфат натрия (Na₃PO₄) или кальцинированную соду (Na₂CO₃), которые реагируют с магниевыми и кальциевыми ионами с образованием нерастворимых осадков. Важно точно соблюдать дозу реагентов и контролировать рН воды.
• Электродиализ — это электрохимический метод, основанный на использовании электрического поля для устранения ионов.

Выбор конкретного метода лучше доверить профессионалам, которые знают особенности и нюансы каждого варианта и смогут подобрать наиболее эффективный способ смягчения и очистки воды.

Часто задаваемые вопросы о временной и постоянной жесткости воды

Всегда ли в воде сочетаются разные типы жесткости или они существуют отдельно?

В воде, как правило, присутствует и тот, и другой тип жесткости, но соотношение может быть разным. Например, вода в Московской области имеет пропорции: 60 % : 40 % (временная и постоянная жесткость соответственно).

Можно ли употреблять умягченную воду?

Можно, но остаточная минерализация должна сохраняться, так как полное отсутствие минералов (деминерализация) может спровоцировать дефицит магния и кальция в организме. Хорошим показателем считается 1,5-5 ⁰Ж. Чтобы обеспечить нормальную концентрацию магниевых и кальциевых ионов, системы обратного осмоса, используемые для получения питьевой воды, комплектуют минерализаторами.

Почему техника ломается, если нет накипи?

При постоянной жесткости видимый осадок в процессе кипячения не образуется, однако при испарении воды солевой налет в трубах, теплообменниках и форсунках все равно возникает, из-за чего срок службы приборов сокращается.

Важно отличать некарбонатную (постоянную) жесткость воды от карбонатной (временной), поскольку они оказывают разное влияние на организм, работу приборов и другие процессы, и устраняются разными методами.

Источник изображения на шапке: freepik / magnific.com

Автор Волчкова Мария Бренд менеджер

Понравилась статья? Поделитесь: