Hvad er forskellen mellem hårdt og blødt vand?

Vand kan undertiden beskrives som hårdt vand og blødt vand. Sondringen hviler på mængden af ​​opløste mineraler i vandet. Hårdt vand indeholder en stor mængde mineraler, og blødt vand indeholder lidt som ingen.

Vand akkumulerer opløste faste stoffer, når det bevæger sig gennem klipper og andre underlag som kalksten, gips eller dolomit. Calcium og magnesium er særligt opløselige i vand, og hvis disse naturligt forekommende mineraler er inden for det geografiske område, vil beboerne omkring vandkilden have hårdt vand.

I USA har områder på østkysten generelt blødt vand, og de i sydvest har hårdt vand. Regnvand betragtes som blødt, da det ikke er gennemtrængt gennem jordstoffer som grundvand har.

Karakteristika for hårdt vand og blødt vand bestemmes af mængden af ​​mineraler i vand målt i milligram pr. Liter eller i korn pr. Gallon. Hårdhed afhænger også af vandets pH og temperatur.

De amerikanske nationale standarder definerer blødt vand som indeholdende mindre end 17,1 mg / l; dog kan følgende niveauer bruges til at tilnærme vandets hårdhed:

• Blød: 0 - 60 mg / L

• Moderat hårdt: 61

  - 120 mg / L * Hård: 121

  - 180 mg / L * Meget hård: 181 mg / L og derover

Almindelige bidragydere til vandhårdhed er calcium, Ca og magnesium, Mg. Begge grundstoffer er jordalkalimetaller, der findes i gruppe 2 i det periodiske system. Elementerne i gruppe 2-kolonnen har en opladning på 2+ og mister to elektroner for at danne kationer, såsom Ca²⁺ og Mg²⁺. Disse kationer opløses let i vand.

Calciumcarbonat, CaCO₃ er et almindeligt stof i klippedannelse, især af kalksten, en type sedimentær sten og dolomit, CaMg (CO₃)₂, også en sedimentær sten. Calciumcarbonat findes også i skaller af marine organismer og æg.

Når regnvand med opløst kuldioxid, CO₂, filtrerer gennem calciumcarbonat, calciumionerne opløses i vandet. Følgende kemiske ligning beskriver denne proces:

CaCO_{3 (r)} + H₂0_(l) + CO_{2 (aq)} → Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-

Hvor calciumcarbonat, CaCO₃, danner Ca²⁺ og bicarbonat, HCO₃^-, i nærværelse af vand og kuldioxid.

Egenskaberne ved hårdt vand er beskrevet som midlertidig og permanent. Midlertidigt hårdt vand indeholder bicarbonat, HCO₃^-. Permanent hårdt vand indeholder bicarbonationer med andre ioner som sulfat, SO₄^2-. Kogning udfælder ikke de permanente hærdende arter og natriumcarbonat, Na₂CO₃, skal tilføjes.

Når hårdt vand opvarmes, efterlader det ofte en belægning på potter eller beholdere. Bemærk, at ligningen for dette bundfald er det modsatte for Ca²⁺ ioner, der opløses i vandig opløsning:

Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-_(aq) → CaCO_{3 (r)} + H₂0 _(l) + CO_{2 (aq)}

Calciumcarbonatudfældningen, CaCO₃, kaldes skala. Selvom det er frustrerende at rengøre, er det ikke et sundhedsmæssigt problem.

Bundfaldet kan bygge over tid; dog, og dette kan påvirke levetiden på apparater som opvaskemaskiner og vaskemaskiner og eventuelle VVS-rør. Opbygningen indsnævrer det rum, hvor vand er i stand til at strømme, og apparater og rør skal udskiftes.

Som nævnt ovenfor indeholder hårdt vand opløste mineraler, der kan forårsage problemer for forbrugerne ved at efterlade aflejringer i VVS og apparater. Hårdt vand interfererer også med effektiviteten af ​​mange husholdningsrengøringsprodukter.

Ca²⁺ og Mg²⁺ ioner interfererer med overfladeaktive egenskaber sæbe. Et overfladeaktivt middel sænker vandets overfladespænding, så det kan opretholde kontakt med en fast overflade, som f.eks. Tøj eller en vask i badeværelset. Ionerne interfererer med overfladeaktivt middel, og dette kræver ofte ekstra vaskeri eller rengøringsmiddel for at fuldføre en opgave.

Mineralerne i hårdt vand kombineres også med sæbe for at skabe en klæbrig eller uklar film på tallerkener og i badekar, brusere og håndvaske. Denne film kan også overtrække tøj, hud og hår, hvilket gør tøj til at virke grådigt og forårsage tør eller irriteret hud eller hår, der er kedeligt og ikke kan håndteres.

Hårdt vand har en ekstra sundhedsmæssig fordel. Calcium og magnesium er vigtige mineraler, som kroppen har brug for til vækst og funktion af knogler og muskler. Disse mineraler regulerer også blodtryk og enzymhandlinger. Forbrug af hårdt vand kan være en kilde til disse mineraler.

Blødt vand har ikke de negative virkninger af mineralforekomster på husholdningsapparater og VVS-rør. Det mangler mineralsk smag af hårdt vand og efterlader ikke rester på hud, fade eller andre overflader.

En blødgøringsmiddel til husholdningsbrug fungerer ved ionbytning. Når det hårde vand ledes gennem en ionbytter, strømmer det af lag af polymer (plast) perler, der er bundet kovalent til aniongrupper, såsom:

• –COO^-
  
• natrium
  
• Na⁺
  
• eller kalium
  
• K⁺ kationer

Når vandet passerer disse perler, fortrænger calcium- og magnesiumionerne natrium- eller kaliumionerne.

Fordelene ved blødgøringsmidler er renere tøjvask, apparater med længere levetid og ingen klæbende sæbeopbygning. Forbrugere bruger mindre vaskemiddel og andre typer rengøringsmidler. Tøj er lysere, og håndvaske, badekar og brusere kræver mindre rengøring.

Vandapparater som kedler, vandvarmere og opvaskemaskiner kører typisk mere effektivt og har brug for mindre vedligeholdelse, da blødt vand ikke forårsager ophobning af skala i rør og VVS-armaturer. Brugere af blødt vand rapporterer ofte om, at hår og hud føles mindre tør og skællende.

Ulemperne ved blødgøringsmidler inkluderer de høje omkostninger og kræfter, der er forbundet med at opretholde et vandblødgøringssystem. Et vandblødgøringsmiddel og dets installation kan koste tusindvis af amerikanske dollars, og salt til blødgøringsmiddel skal tilsættes regelmæssigt.

Vandblødgøringsmidler er vandintensive i regenereringsprocessen og bruger op til 25 liter vand om dagen. Skylning af blødgøringsmidler med en saltopløsning kan have en negativ indvirkning på miljøet. Dette vand med sit høje natriumindhold anbefales ikke til vanding af planter, græsplæner eller haver.

Sundhedsmæssigt blødgjort vand indeholder mere natrium end hårdt vand, og dette kan være problematisk for mennesker, der skal begrænse deres saltindtag i kosten. Da meget af calcium og magnesium er fjernet, giver blødt vand ikke en kilde til disse mineraler i kosten.