Twardość wody – cecha wody, będąca funkcją stężenia kationów wapnia () i magnezu () oraz opcjonalnie żelaza(II) () i manganu(II) ().

Podział twardości Sumę stężeń jonów , , i określa się jako twardość całkowitą (TH, z ) lub ogólną. Składają się na nią: twardość węglanowa (przemijająca, nietrwała) – która jest generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego – wodorowęglany twardość niewęglanowa (trwała) – która jest generowana przez sole innych kwasów, głównie chlorki, ale też siarczany, azotany i inne.

Nazwa „twardość nietrwała” wynika z faktu, że wodorowęglany są nietrwałe termicznie i podczas ogrzewania przekształcają się do nierozpuszczalnych w wodzie węglanów, które wytrącają się z roztworu (jest to proces odwrotny do rozpuszczania w wodzie skał węglanowych w obecności ), np.:

Natomiast chlorki, siarczany i azotany są trwałe i pozostają również po przegotowaniu wody.

Wpływ twardości na właściwości wody Twardość wody ma wpływ na jej napięcie powierzchniowe. Im większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudniej jest za jej pomocą czyścić powierzchnie zabrudzone. Twarda woda wymaga stosowania większych ilości mydła, gdyż powoduje wytrącenie trudno rozpuszczalnych soli kwasów tłuszczowych i metali odpowiedzialnych za twardość wody.

Duża, nietrwała twardość wody kotłowej stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. kamienia kotłowego.

Skale twardości wody Twardość wody wyrażać można w różnych skalach: stopniach niemieckich (°n lub °d lub °dH lub dGH): 1 °n = 10,00 mg CaO w 1 litrze wody = 17,86 mg w 1 litrze wodyw literaturze niemieckojęzycznej oznaczanych jako °dH (),w literaturze angielskojęzycznej również oznaczanych jako równoważna skala dGH (ang. – stopnie twardości ogólnej) stopniach francuskich (°f lub °fH): 1 °f = 10,00 mg w 1 litrze wody stopniach angielskich lub Clarka (°e): 1 °e = 1 gran (64,8 mg) w galonie angielskim (4,55 l) granach na galon amerykański (gpg, z ang. ): 1 gpg = 1 gran w galonie amerykańskim (3,79 l) milivalach na litr (mval/l): 1 mval = 1 miligramorównoważnik (0,5 mmol) jonów oraz 1 mval = 50 mg w 1 litrze wody.

+ Przeliczenie jednostek twardości wody °dH °e °fH ppm mval/l mmol/l stopnie niemieckie 1°dH = 1 1,253 1,78 17,8 0,357 0,1783 stopnie angielskie 1°e = 0,798 1 1,43 14,3 0,285 0,142 stopnie francuskie 1°fH = 0,560 0,702 1 10 0,2 0,1 ppm (USA) 1 ppm = 0,056 0,07 0,1 1 0,02 0,01 milival 1 mval/l = 2,8 3,51 5 50 1 0,50 mmol 1 mmol/l = 5,6 7,02 10,00 100,0 2,00 1 Jednostka 1 ppm określa 1 cząsteczkę na 1 milion cząsteczek roztworu.

Twardość wody użytkowej Typowa twardość wody użytkowej (kranowej) wynosi ok. 10 °n. Twardość wody pitnej według norm polskich powinna wynosić 60–500 mg /dm³.

Kategorie twardości wody + Kategorie twardości wody Lp. Stopień twardości wody mval/l mg /l °dH [mmol/l] 1 Woda bardzo miękka < 2 < 100 < 5,6 < 1 2 Woda miękka 2–4 100–200 5,6–11,2 1–2 3 Woda średnio twarda 4–7 200–350 11,2–19,6 2–3,5 4 Woda twarda 7–11 350–550 19,6–30,8 3,5–5,5 5 Woda bardzo twarda > 11 > 550 > 30,8 > 5,5

Przypisy

Kategoria:Akwarystyka Kategoria:Chemia wody Kategoria:Inżynieria procesowa