A primera vista, un concepto como la dureza del agua suena extraño: si estuviéramos hablando de hielo, entonces todo sería mucho más claro. Pero, de hecho, se presta mucha atención a esta característica con bastante frecuencia, y en Diferentes areas ya que el agua afecta la salud humana. A continuación, responderemos a la pregunta de exactamente cómo y qué métodos deben usarse para determinar la dureza del agua.

En este artículo, aprenderá:

Cómo determinar la dureza del agua usando instrumentos.

Cómo determinar la dureza del agua en casa.

¿Qué sales determinan la dureza del agua?

¿Por qué es necesario determinar la dureza del agua?

Un indicador como la dureza del agua depende directamente de la cantidad de sales de calcio y magnesio que contiene. La dureza del agua es un concepto ambiguo, ya que puede ser sulfato o carbonato, esto se puede determinar de diferentes formas.

En esencia, la dureza del agua son los iones de calcio y magnesio cargados positivamente que se disuelven en ella. Este indicador se puede determinar de la siguiente manera: si su valor es alto, cuando el recipiente con agua se calienta, aparecerá un depósito de sales en sus paredes.

Una persona también es susceptible a la aparición de una placa similar, pero se manifiesta de una manera completamente diferente: con cálculos en la vesícula biliar, los riñones o el hígado. Es importante determinar la dureza del agua, ya que la posibilidad de un uso posterior del líquido en un área en particular depende de este valor.

Debe tener preguntas sobre la dureza del agua en casa o en la oficina en caso de que haya sarro en la tetera, la caldera no funcione bien, Lavadora se lava mal. En tales situaciones, será útil determinar el valor de este indicador, por ejemplo, pasando una muestra para su análisis a un laboratorio.

Cómo determinar la dureza de diferentes tipos de agua.

Cómo determinar la dureza de carbonatos y no carbonatos del agua

La dureza del carbonato es casi el 100% de todos los casos, pero para determinar qué es, debe utilizar métodos especiales.

Qué se puede hacer para determinar la dureza de carbonatos del agua:

hacer una prueba química de dureza;

contactar al laboratorio;

compre una prueba especial en la tienda que determinará la dureza del agua;

busque ayuda de especialistas.

Cómo determinar la dureza temporal del agua

La presencia de dureza temporal del agua se caracteriza por la presencia en su composición de iones cargados positivamente de calcio, magnesio y aniones de hierro, bicarbonato e hidrocarbonato (II). Se puede definir de la siguiente manera: cuando se calienta dicha agua, los hidrocarbonatos se descomponen, pero se forman un precipitado de carbonato poco soluble, agua y dióxido de carbono.

Cómo determinar la dureza constante del agua.

Para determinar la dureza constante del agua, es necesario identificar el contenido de sales de calcio y magnesio en ella: sulfatos, fosfatos y cloruros, que se disuelven completamente en agua y no precipitan durante la ebullición. El agua se puede purificar de ellos mediante filtros con resina de intercambio iónico, ósmosis inversa o electrodiálisis. Para determinar el indicador de la dureza total del agua, debe sumar los indicadores de dureza temporal y permanente.

Cómo determinar la dureza del agua en un laboratorio.

Cómo determinar la dureza del agua usando dispositivos especiales.

El agua debe tener indicador óptimo rigidez, ya que la ausencia total de sales es perjudicial para el cuerpo humano. Si el agua, por ejemplo, es baja en sales de carbonatos, esto conduce a la aparición de enfermedades cardiovasculares.

Si hablamos de los contenedores en sí, en los que se calienta el agua, entonces el agua blanda promueve la corrosión. Por lo tanto, después de la operación de equipos con agua blanda en la ingeniería de energía térmica, las superficies se tratan adicionalmente con una solución que contiene sustancias que ralentizan este proceso.

Así, el agua, de cualquier procedencia que la tomes, tiene algún tipo de indicador de dureza, e idealmente si tiene un valor medio, porque tanto un exceso de sales como su carencia conllevan determinadas consecuencias.

No es difícil determinar la dureza del agua en nuestro tiempo; ahora puede comprar dispositivos especiales para controlar este indicador tanto en la casa como en el trabajo. La mejor opción – dispositivo TDS-3, en el mercado se puede encontrar con varios nombres comerciales.

Puede usar otro dispositivo que le permita determinar la dureza del agua: electrolizador. Este es un dispositivo bastante económico.

El electrolizador no podrá determinar el nivel de dureza del agua en números, pero coloreará el líquido en un cierto color dependiendo de la cantidad de sal que contenga. Después de la electrólisis, comprenderá qué impurezas está tratando también por el color del agua.

Puedes hacer un dispositivo similar tú mismo, para esta toma:

acero inoxidable, tamaño 50 x 50 cm;

tornillos M6 x 150;

• tubo transparente;

• Contenedor de plástico un volumen de un litro y medio;

  filtro para purificación de agua;

  válvula de retención de agua.

La base para el futuro dispositivo será una lámina de acero inoxidable, idealmente: AISI 316L, si se importa, y 03X16H15M3, si es nacional.

Ahora hay que marcar el acero inoxidable y cortarlo en 16 cuadrados idénticos, después de lo cual cortamos una esquina de cada uno de ellos y perforamos un agujero en la esquina opuesta, que será útil un poco más adelante. El principio de funcionamiento del electrolizador es el movimiento de la electricidad desde una placa de una carga a una placa de carga opuesta, como resultado, el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno.

Para crear un buen flujo de corriente, las placas se conectan a su vez: primero una carga positiva, luego una negativa, luego una positiva, etc. El tubo se usa como aislamiento, se debe cortar un anillo, corte del cual obtenemos una tira de 1 mm de espesor.

Se necesitan arandelas para ensamblar las placas: atornillamos la arandela al perno, luego la placa y tres arandelas, luego la placa nuevamente, y así sucesivamente. Cada carga debe tener ocho placas. Todo esto debe hacerse con el suficiente cuidado para evitar el contacto de los cortes de las placas con los electrodos.

El siguiente paso para crear un dispositivo para determinar la calidad del agua es apretar las tuercas y aislar las placas, luego de lo cual colocamos el resultado en un recipiente de plástico de un tamaño adecuado.

En los lugares donde los pernos tocan las paredes de la caja, perforamos dos agujeros. Puede suceder que los pernos no pasen al recipiente, luego córtelos y apriételos con tuercas para apretarlos. Ahora taladramos un agujero en la tapa para los accesorios. Para crear la estanqueidad de la costura, la tratamos con sellador de silicona.

Antes de determinar la dureza del agua con un dispositivo de este tipo, debe verificar si funciona lo suficientemente bien: conecte el dispositivo a la fuente de alimentación, llene los pernos con agua, cubra con una tapa, conecte un tubo al accesorio y baje el otro extremo del tubo al agua. Si aparece la corriente, entonces se puede ver.

Ahora la corriente debe aumentarse gradualmente. El agua destilada, debido a su pureza, conduce muy mal la corriente, por lo tanto, para crear un electrolito, es necesario agregarle álcali, por ejemplo, hidróxido de sodio (presente en los limpiapipas tipo "Mole"). La válvula de seguridad evita la acumulación excesiva de gases. ¡Felicitaciones, tiene un dispositivo hecho a mano que le permitirá determinar la dureza de su agua!

Cómo determinar la dureza del agua con jabón

Este método fue descrito por I. Sheremetyev. Se basa en la dificultad de diluir el jabón de lavar en agua dura. La espuma aparece cuando el jabón se une al exceso de sales de calcio y magnesio.

Puedes determinar la dureza del agua de esta forma: tomamos 1 g de jabón de lavar, lo trituramos y gradualmente, con cuidado, evitando la aparición de espuma, lo disolvemos en una pequeña cantidad de agua destilada caliente.

La solución resultante se vierte en un vaso cilíndrico, ahora es necesario agregarle agua destilada hasta un nivel de 6 cm, si el jabón es 60%, o hasta un nivel de 7 cm, si el jabón es 72% (esto el porcentaje se indica en la barra de jabón). Por cada centímetro de la solución disponible, hay tal cantidad de jabón que puede unir sales de dureza, contienen 1 ° dH por 1 litro. agua. Ahora tomamos un tarro de un litro y lo llenamos hasta la mitad con el agua cuya dureza queremos determinar. Luego, con agitación constante, vierta gradualmente la solución preparada en ella. Al principio, solo se verán copos oscuros y luego aparecerán burbujas de colores. Si se forma una espuma blanca densa, esto indica que todas las sales de dureza en el agua en estudio están unidas. Ahora necesitamos calcular cuántos centímetros derramamos de la solución preparada - cada centímetro ató en medio litro de agua la cantidad de sales correspondiente a 2 ° dH, es decir, si se tuvieran que agregar 4 cm de solución de jabón para obtener espuma, entonces la dureza del agua en estudio es de 8 ° dH.

En el caso de que la solución ya haya terminado, pero aún no haya espuma, estamos ante una dureza del agua superior a 12 ° dH. Luego, para determinar el valor deseado, repetimos el experimento, pero diluimos el agua de prueba dos veces con agua destilada. El resultado que obtenemos como resultado del análisis repetido debe multiplicarse por dos, este será el indicador deseado de la dureza del agua.

Los vasos ordinarios, por regla general, tienen aproximadamente los siguientes parámetros: volumen - 200-250 ml, altura - 10 cm, diámetro inferior - 55 mm o más, diámetro superior - 73 mm. Por tanto, su diámetro medio es de aproximadamente 63 mm. Podrás determinar la dureza del agua con mayor precisión si utilizas un vaso cilíndrico químico con un diámetro de unos 6 cm. Por supuesto, puedes utilizar un vaso cónico, pero entonces el error será mayor. Cabe señalar que no se debe esperar una precisión de medición absoluta de este método, pero una precisión de 1 a 2 ° dH es suficiente para determinar el estado del agua. Este error se debe en gran medida a la diferencia entre los diámetros superior e inferior del recipiente en el que se encuentra la solución de jabón, y también está influenciado por la calidad del jabón, el agua destilada y su experiencia con este análisis.

Este método es muy simple y le permite determinar de forma independiente la dureza del agua, por lo que un error tan pequeño al determinar este indicador no debería obligarlo a negarse a usarlo.

¿De qué otra manera determinar la dureza del agua en casa?

De hecho, no es difícil determinar la dureza del agua. Si necesita conocer la cifra exacta, siempre puede llevar la muestra para su análisis al laboratorio. La forma más óptima de determinar la dureza del agua es realizar una prueba con el reactivo Trilon B. También es posible obtener resultados rápidos con un equipo especial, cuyo costo mínimo es de $ 10-15. Esto es un poco de dinero si necesita monitorear con frecuencia este indicador en casa.

Si no tiene este equipo, pero necesita determinar la dureza del agua en este momento, puede usar el siguiente método. Simplemente tome una pastilla de jabón y lávese con ella; si no hay espuma y la piel se está secando, mientras hay un depósito en el cabezal de la ducha o en el hervidor, entonces el agua es dura. Si ocurre lo contrario, entonces el agua es blanda o semidura.

Realmente existe algunas formas más de determinar el indicador de rigidez:

El método más accesible consiste en determinar la calidad del agua mediante apariencia y gusto. Idealmente, es transparente, libre de sedimentos y olores extraños.

Para determinar qué tan limpia está el agua, se debe verter en un vaso limpio transparente de 20 cm de largo y colocarlo en una hoja con texto. Si el texto se puede leer a través del agua, entonces este indicador es normal.

El color del agua se puede determinar de manera similar, solo necesita verter 100 ml de agua en un vaso y ponerlo sobre papel blanco. Si hay impurezas orgánicas en el agua, el líquido se oscurece.

El olor se puede utilizar para determinar la pureza del líquido. Calentar el agua a 20 ° C, luego a 60 ° C. Si nota un olor pútrido desagradable, significa que contiene impurezas de sulfuro de hidrógeno.

El gusto también permite identificar determinadas cualidades. Para hacer esto, vierta agua en un plato limpio, hierva una pequeña cantidad de agua durante cinco minutos, luego enfríe a 20 ° C - 25 ° C, ahora pruébelo. Un sabor dulce indica el contenido de yeso en él, amargo - sales de magnesio, tarta - sales de hierro. Aparece un sabor pútrido por la entrada de organismos vegetales o animales en el agua. Después de filtrar, puede determinar la presencia de impurezas sólidas, pero primero, el agua debe defenderse durante un tiempo.

Intente gotear agua sobre un vaso o espejo. Después de que el líquido se haya evaporado, examine la superficie: si permanece limpia, el agua también está limpia. Las manchas son una clara señal de mala calidad del agua. Eche un vistazo más de cerca al acuario, si tiene uno, sus habitantes suelen ser muy sensibles a la calidad del agua.

Los métodos anteriores no le permitirán determinar con precisión la dureza y la calidad del agua, por lo que es mejor ponerse en contacto con un especialista.

Si necesita determinar la dureza del agua para una casa, cabaña de verano o cabaña, es mejor hacer un análisis, ya que la cantidad de magnesio y calcio que contiene puede ser cualquiera, dependiendo de muchos factores.

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La dureza es una propiedad del agua debido a la presencia de sales solubles de calcio y magnesio en ella.

Dureza del agua- este es uno de los principales criterios para la calidad del agua.

Química de la dureza

Concepto Dureza del agua se suele asociar con cationes calcio (Ca 2+) y, en menor medida, magnesio (Mg 2+). De hecho, todos los cationes divalentes afectan la dureza en un grado u otro. Interactúan con los aniones para formar compuestos (sales de dureza) que pueden precipitar. Los cationes monovalentes (por ejemplo, sodio Na +) no tienen esta propiedad.

Esta tabla enumera los principales cationes metálicos que causan dureza y los principales aniones con los que están asociados.

En la práctica, el estroncio, el hierro y el manganeso tienen tan poco efecto sobre la dureza que generalmente se descuidan. El aluminio (Al 3+) y el hierro férrico (Fe 3+) también afectan la dureza, pero a los niveles de pH que se encuentran en las aguas naturales, su solubilidad y, en consecuencia, la "contribución" a la dureza es insignificante. Del mismo modo, no se tiene en cuenta la influencia insignificante del bario (Ba 2+).

Tipos de rigidez.

Distinguir los siguientes tipos rigidez.

Dureza general. Está determinada por la concentración total de iones de calcio y magnesio. Es la suma de la dureza carbonatada (temporal) y no carbonatada (permanente).

El cuadro ilustra claramente un enfoque mucho más "rígido" del problema de "su" rigidez. Hay razones para esto, que se analizan a continuación.

Habitualmente, en aguas poco mineralizadas predomina la dureza debida a los iones de calcio (hasta un 70% -80%) (aunque en algunos casos raros, la dureza del magnesio puede llegar al 50-60%). Con un aumento en el grado de mineralización del agua, el contenido de iones de calcio (Ca 2+) disminuye rápidamente y rara vez supera 1 g / l. El contenido de iones de magnesio (Mg 2+) en aguas altamente mineralizadas puede alcanzar varios gramos, y en los lagos salados, decenas de gramos por litro de agua.

En general, la dureza de las aguas superficiales es generalmente menor que la dureza del agua subterránea. La dureza del agua superficial está sujeta a fluctuaciones estacionales significativas, que generalmente alcanzan el mayor valor al final del invierno y al menos durante el período de inundaciones, cuando se diluye abundantemente con lluvia suave y agua derretida. El agua de mar y océano tiene una dureza muy alta (decenas y cientos de meq / dm 3).

Influencia de la dureza en la calidad del agua.

Desde el punto de vista del uso del agua para beber, su aceptabilidad en términos de dureza puede variar significativamente según las condiciones locales. El umbral de sabor para el ión calcio está (en términos de mg equivalentes) en el rango de 2-6 meq / l, dependiendo del anión correspondiente, y el umbral de sabor para el magnesio es incluso más bajo. En algunos casos, el agua con una dureza superior a 10 mg-eq / l es aceptable para los consumidores. La alta dureza perjudica las propiedades organolépticas del agua, le confiere un sabor amargo y tiene un efecto negativo sobre los órganos digestivos.

La Organización Mundial de la Salud no ofrece ningún valor de gravedad recomendado para las indicaciones de salud. Los materiales de la OMS dicen que, aunque varios estudios han revelado una relación estadísticamente inversa entre la rigidez agua potable y enfermedades cardiovasculares, los datos disponibles no son suficientes para concluir sobre la causalidad de esta relación. Asimismo, no se ha demostrado inequívocamente que el agua blanda tenga un efecto negativo sobre el equilibrio mineral del cuerpo humano.

Sin embargo, dependiendo del pH y la alcalinidad, el agua con una dureza superior a 4 mEq / l puede provocar la deposición de escorias e incrustaciones (carbonato de calcio) en el sistema de distribución, especialmente cuando se calienta. Es por eso que las normas de Kotlonadzor introducen requisitos muy estrictos para el valor de la dureza del agua utilizada para alimentar calderas (0.05-0.1 mg-eq / l).

Además, la interacción de las sales de dureza con los detergentes (jabón, detergentes en polvo, champús) conduce a la formación de "escorias de jabón" en forma de espuma. Esto conduce no solo a importantes sobrecostos detergentes... Tal espuma, después del secado, permanece en forma de placa en los accesorios de plomería, lino, piel humana, en el cabello (muchos conocen bien la sensación desagradable del cabello "áspero"). El principal efecto negativo de estas toxinas en los humanos es que destruyen la película grasa natural que siempre está cubierta por la piel normal y obstruyen sus poros. Un signo de tal efecto negativo es el característico "crujido" de la piel o el cabello limpiamente lavados. Resulta que la irritante sensación de "jabón" después de usar agua blanda, que provoca cierta irritación, es una señal de que la película protectora de grasa de la piel está intacta. Es ella quien se desliza. De lo contrario, hay que gastar dinero en lociones, cremas suavizantes e hidratantes y otros trucos para restaurar la protección de la piel que nos ha brindado la Madre Naturaleza.

Al mismo tiempo, es necesario mencionar la otra cara de la moneda. Agua suave con una dureza inferior a 2 mEq / l tiene una capacidad tampón baja (alcalinidad) y puede, dependiendo del nivel de pH y una serie de otros factores, tener un mayor efecto corrosivo en tuberías... Por tanto, en una serie de aplicaciones (especialmente en ingeniería térmica), en ocasiones es necesario realizar un tratamiento especial del agua para conseguir una relación óptima entre la dureza del agua y su corrosividad.

Métodos industriales

Negativo influencia del agua dura se aplica no solo a los dispositivos de calentamiento de agua domésticos, sino también al estado del cuerpo de las personas que lo usan. En este sentido, en el sistema de abastecimiento de agua, el problema más urgente es la depuración y. Y debe tenerse en cuenta que este problema se enfrenta literalmente a todos los propietarios, independientemente de dónde viva, en un apartamento de la ciudad o en una casa privada. E incluso aquellas personas que han instalado sistemas autónomos de suministro de agua tienen problemas con el agua dura.

El agua se endurece debido al alto contenido de sales de magnesio y calcio en su composición. En consecuencia, su número tiene un impacto directo en la elección de los sistemas de tratamiento. La cantidad de sales de dureza se puede determinar en el laboratorio químico, donde se deben tomar muestras de agua antes de decidirse por una instalación en particular. La unidad de medida del agua dura es el equivalente en miligramos por litro de agua. Pero la clasificación de rigidez en diferentes paises sucede de diferentes maneras. Por ejemplo, en América se clasifica de la siguiente manera:

• suave: el contenido de magnesio y calcio es de hasta 2 mg-eq / litro;
• normal - dentro de 2-4 mg-eq / litro;
• duro - 4-6 meq / litro;
• muy duro - más de 6 meq / litro.

Y si un análisis de laboratorio muestra un nivel de dureza de más de 2 mEq / litro, esto significa que se debe instalar un descalcificador.

Pero hay ciertas áreas de la actividad humana para las que influencia del agua dura no se aplica. Esto puede ser, por ejemplo, apagar un incendio, regar huertos o espacios verdes en las ciudades, limpiar calles. En estos casos, no es práctico instalar filtros descalcificadores e incluso no es rentable económicamente, ya que no son prácticos. Sin embargo, el impacto del agua demasiado dura en la vida de las personas es más que negativo.

Junto a esos momentos en los que el agua dura no tiene efecto, están aquellos en los que el ablandamiento del agua es de gran importancia. Esto se refiere principalmente a su uso para las necesidades domésticas: el funcionamiento de lavadoras y lavavajillas, calderas de calentamiento de agua y calderas, mientras se ducha, cuando se ingiere. En todos estos casos, para reducir el efecto negativo del agua demasiado dura, es necesario utilizar dispositivos especiales.

Usar agua blanda te ayudará a evitar muchos problemas. Y esto es fácil de explicar, porque:

Usar menos agua dura no solo reduce el impacto negativo, sino que también le permite reducir el consumo de detergentes casi a la mitad.

La combinación de agua dura y detergentes conduce a la formación de "escorias de jabón" que son muy difíciles de eliminar. Además, aparecen manchas desagradables en el baño, el fregadero y los platos.

Las "escorias de jabón" se lavan muy mal no solo de los artículos y dispositivos domésticos, sino también de la piel humana. Además, los poros de la piel se tapan, lo que provoca picazón e irritación. Además, el efecto negativo se manifiesta en forma de piel seca, en la apariencia Enfermedades de la piel e irritaciones. Y como resultado, debes usar cosméticos protectores.

Durante la ebullición del agua dura (o incluso un calentamiento fuerte), las sales de dureza cristalizan, lo que da como resultado la formación de depósitos en tuberías y calentadores. No hace falta decir qué efecto tiene la escala en el funcionamiento de los dispositivos de calentamiento de agua. Por lo tanto, si se instala una caldera, caldera y otros equipos en su hogar, se debe instalar un sistema de ablandamiento.

Cuando se usa agua dura para fines industriales, las sales de calcio y magnesio entran en una reacción química con otras sustancias, lo que resulta en la formación de productos nocivos que tienen un impacto negativo en la situación ambiental.

Como se puede ver influencia del agua dura sobre las personas, el medio ambiente y algunas actividades humanas son más que negativas. En algunos casos, incluso puede ser fatal; por ejemplo, cuando se consume, se pueden formar cálculos en los riñones. Esto significa que el agua demasiado dura debe tratarse por cualquier medio.

La dureza del agua puede ser temporal o permanente. Aparece temporalmente cuando se forma agua de lluvia con piedra caliza, sales de bicarbonato de magnesio y bicarbonatos de calcio. Cuando se hierven, precipitan y forman escamas. El agua con dureza constante contiene otros compuestos de magnesio, calcio, potasio y sodio. Cuando se hierven, no pueden precipitar, deben eliminarse ablandando.

Las sales de sulfato y cloruro de magnesio son especialmente nocivas: se descomponen a altas temperaturas, liberando ácidos sulfúrico y clorhídrico.

La dureza del agua en Rusia se expresa en equivalentes de miligramos por litro. El agua blanda tiene 4 meq / l, semidura - 4-8 meq / l, dura - 8-12 meq / l, muy dura - desde 12 meq / l. La dureza límite permisible del agua del suministro de agua centralizado es de 7 mg-eq / l.

No se recomienda el agua dura para lavar y lavar los platos, ya que las telas se desgastarán y los platos se empañarán. Gran daño Dicha agua provoca lavadoras, lavavajillas, cafeteras y hervidores eléctricos: al depositarse sobre los elementos calefactores, las sales de magnesio y calcio forman depósitos sólidos de cal.

El efecto de la dureza del agua en el cuerpo humano.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) no ha establecido ningún valor de gravedad para las indicaciones de exposición. Aunque los estudios han encontrado una inversa entre la dureza del agua y las enfermedades cardiovasculares, estos datos son insuficientes para una conclusión definitiva. Tampoco está probado que el agua demasiado blanda pueda tener un efecto negativo sobre el equilibrio de minerales en el cuerpo. Sin embargo, la dureza alta empeora el agua, le da un sabor amargo, tiene un efecto negativo en la digestión, se altera el equilibrio agua-sal del cuerpo y pueden ocurrir diversas reacciones alérgicas.

Como resultado del uso de agua dura, existe un consumo excesivo de detergentes.

Cuando el agua dura interactúa con los detergentes (detergentes en polvo, jabón, champús), "escorias de jabón" en forma de espuma. Después del secado, esta espuma permanece en forma sobre la piel, lino, plomería. El efecto negativo de tales toxinas en el cuerpo humano es que comienzan a destruir la película de grasa natural que cubre la piel y obstruyen los poros. Un signo de tal efecto negativo es el característico "crujido" del cabello o la piel limpiamente lavados. En este caso, es necesario utilizar lociones, cremas suavizantes e hidratantes.