Ποια είναι η διαφορά μεταξύ σκληρού και μαλακού νερού;

Το νερό μπορεί μερικές φορές να περιγραφεί ως σκληρό νερό και μαλακό νερό. Η διάκριση βασίζεται στην ποσότητα των διαλυμένων ορυκτών μέσα στο νερό. Το σκληρό νερό περιέχει μεγάλη ποσότητα ανόργανων συστατικών και το μαλακό νερό δεν περιέχει καθόλου.

Το νερό συσσωρεύει διαλυμένα στερεά καθώς κινείται μέσω πετρωμάτων και άλλων υποστρωμάτων, όπως ασβεστόλιθος, γύψος ή δολομίτης. Το ασβέστιο και το μαγνήσιο είναι ιδιαίτερα διαλυτά στο νερό και εάν αυτά τα φυσικά ορυκτά βρίσκονται εντός της γεωγραφικής περιοχής, οι κάτοικοι που περιβάλλουν την πηγή νερού θα έχουν σκληρό νερό.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι περιοχές της Ανατολικής Ακτής έχουν συνήθως μαλακό νερό και εκείνες στα νοτιοδυτικά έχουν σκληρό νερό. Το νερό της βροχής, δεδομένου ότι δεν έχει διεισδύσει σε εδάφη όπως το υπόγειο νερό, θεωρείται απαλό.

Τα χαρακτηριστικά του σκληρού νερού και του μαλακού νερού καθορίζονται από την ποσότητα των ορυκτών στο νερό, μετρούμενη σε χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο ή σε κόκκους ανά γαλόνι. Η σκληρότητα εξαρτάται επίσης από το pH και τη θερμοκρασία του νερού.

Τα Αμερικανικά Εθνικά Πρότυπα ορίζουν το μαλακό νερό ως λιγότερο από 17,1 mg / L. Ωστόσο, τα ακόλουθα επίπεδα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσέγγιση της σκληρότητας του νερού:

• Μαλακό: 0 - 60 mg / L

• Μέτρια σκληρή: 61

  - 120 mg / L * Σκληρό: 121

  - 180 mg / L * Πολύ σκληρό: 181 mg / L και άνω

Συνήθεις παράγοντες της σκληρότητας του νερού είναι το ασβέστιο, το Ca και το μαγνήσιο, Mg. Και τα δύο στοιχεία είναι μέταλλα αλκαλικών γαιών που βρίσκονται στην Ομάδα 2 στον περιοδικό πίνακα. Τα στοιχεία στη στήλη Ομάδα 2 έχουν φορτίο 2+ και χάνουν δύο ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν κατιόντα, όπως το Ca²⁺ και Mg²⁺. Αυτά τα κατιόντα διαλύονται εύκολα στο νερό.

Ανθρακικό ασβέστιο, CaCO₃ είναι μια κοινή ουσία στο σχηματισμό πετρωμάτων, ειδικά του ασβεστόλιθου, ενός τύπου ιζηματογενών πετρωμάτων και δολομίτη, CaMg (CO₃)₂, επίσης ένα ιζηματογενές βράχο. Το ανθρακικό ασβέστιο βρίσκεται επίσης στα κελύφη των θαλάσσιων οργανισμών και των αυγών.

Όταν το νερό της βροχής με διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα, CO₂, διηθείται μέσω ανθρακικού ασβεστίου, τα ιόντα ασβεστίου διαλύονται στο νερό. Η ακόλουθη χημική εξίσωση περιγράφει αυτήν τη διαδικασία:

CaCO_{3 (α)} + Χ₂0_{(μεγάλο)} + CO_{2 (υδ)} → Γα²⁺_(υδ) + 2HCO₃^-

Όπου το ανθρακικό ασβέστιο, CaCO₃, σχηματίζει Ca²⁺ και όξινο ανθρακικό άλας, HCO₃^-παρουσία νερού και διοξειδίου του άνθρακα.

Οι ιδιότητες του σκληρού νερού περιγράφονται ως προσωρινό και μόνιμο. Το προσωρινό σκληρό νερό περιέχει διττανθρακικό άλας, HCO₃^-. Το μόνιμο σκληρό νερό περιέχει διττανθρακικά ιόντα με άλλα ιόντα όπως θειικό, SO₄^2-. Ο βρασμός δεν καταβυθίζει το μόνιμο είδος σκλήρυνσης και το ανθρακικό νάτριο, Na₂CO₃, θα πρέπει να προστεθεί.

Όταν θερμαίνεται σκληρό νερό, αφήνει συχνά μια επικάλυψη σε γλάστρες ή δοχεία. Σημειώστε ότι η εξίσωση για αυτό το ίζημα είναι το αντίστροφο για το Ca²⁺ ιόντα που διαλύονται σε υδατικό διάλυμα:

Γα²⁺_(υδ) + 2HCO₃^-_(υδ) → CaCO_{3 (α)} + Χ₂0 _{(μεγάλο)} + CO_{2 (υδ)}

Το ίζημα ανθρακικού ασβεστίου, CaCO₃, ονομάζεται κλίμακα. Αν και είναι απογοητευτικό για τον καθαρισμό, δεν είναι πρόβλημα υγείας.

Το ίζημα μπορεί να δημιουργηθεί με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, και αυτό μπορεί να επηρεάσει τη ζωή συσκευών όπως πλυντήρια πιάτων και πλυντηρίων ρούχων και τυχόν υδραυλικούς σωλήνες. Η συσσώρευση περιορίζει τον χώρο όπου μπορεί να ρέει νερό και πρέπει να αντικατασταθούν συσκευές και σωλήνες.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το σκληρό νερό περιέχει διαλυμένα μέταλλα που μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στους καταναλωτές αφήνοντας εναποθέσεις σε υδραυλικά και συσκευές. Το σκληρό νερό παρεμβαίνει επίσης στην αποτελεσματικότητα πολλών οικιακών προϊόντων καθαρισμού.

Το Ca²⁺ και Mg²⁺ Τα ιόντα επηρεάζουν τις επιφανειοδραστικές ιδιότητες του σαπούνι. Ένα τασιενεργό μειώνει την επιφανειακή τάση του νερού επιτρέποντάς του να διατηρήσει την επαφή με μια συμπαγή επιφάνεια, όπως ρούχα ή νεροχύτη μπάνιου. Τα ιόντα παρεμβαίνουν στη διαδικασία της επιφανειοδραστικής ουσίας, και αυτό συχνά απαιτεί επιπλέον πλυντήριο ή καθαριστικό για την ολοκλήρωση μιας εργασίας.

Τα μεταλλικά στοιχεία σε σκληρό νερό συνδυάζονται επίσης με σαπούνι για να δημιουργήσουν μια κολλώδη ή θολή μεμβράνη σε πιάτα και σε μπανιέρες, ντους και νεροχύτες. Αυτή η μεμβράνη μπορεί επίσης να καλύψει τα ρούχα, το δέρμα και τα μαλλιά, κάνοντας τα ρούχα να φαίνονται σκοτεινά, προκαλώντας ξηρό ή ερεθισμένο δέρμα ή μαλλιά που είναι θαμπό και ακατάλληλα.

Το σκληρό νερό έχει ένα πρόσθετο όφελος για την υγεία. Το ασβέστιο και το μαγνήσιο είναι σημαντικά μέταλλα που χρειάζεται το σώμα για την ανάπτυξη και τη λειτουργία των οστών και των μυών. Αυτά τα μέταλλα ρυθμίζουν επίσης την αρτηριακή πίεση και τις ενζυμικές δράσεις. Η κατανάλωση σκληρού νερού μπορεί να είναι πηγή αυτών των μετάλλων.

Το μαλακό νερό δεν έχει τις αρνητικές επιπτώσεις των ορυκτών αποθέσεων στις οικιακές συσκευές και τους υδραυλικούς σωλήνες. Δεν έχει τη μεταλλική γεύση του σκληρού νερού και δεν αφήνει υπολείμματα στο δέρμα, στα πιάτα ή σε άλλες επιφάνειες.

Ένα οικιακό αποσκληρυντικό νερού λειτουργεί με ανταλλαγή ιόντων. Όταν το σκληρό νερό διέρχεται από έναν εναλλάκτη ιόντων, ρέει από στρώματα πολυμερών (πλαστικών) σφαιριδίων που συνδέονται ομοιοπολικά με ομάδες ανιόντων, όπως:

• -ΕΡΩΤΟΛΟΓΩ^-
  
• νάτριο
  
• ΝΑ⁺
  
• ή κάλιο
  
• κ⁺ κατιόντα

Καθώς το νερό περνά από αυτά τα σφαιρίδια, τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου αντικαθιστούν τα ιόντα νατρίου ή καλίου.

Τα οφέλη των αποσκληρυντικών νερού είναι καθαρότερα ρούχα, συσκευές μεγαλύτερης διάρκειας και χωρίς συσσώρευση σαπουνιού. Οι καταναλωτές χρησιμοποιούν λιγότερα απορρυπαντικά και άλλα είδη καθαριστικών και απορρυπαντικών. Τα ρούχα είναι πιο φωτεινά και οι νεροχύτες, οι μπανιέρες και τα ντους απαιτούν λιγότερο καθαρισμό.

Συσκευές νερού όπως λέβητες, θερμοσίφωνες και πλυντήρια πιάτων λειτουργούν συνήθως πιο αποτελεσματικά και χρειάζονται λιγότερη συντήρηση, καθώς το μαλακό νερό δεν προκαλεί συσσώρευση κλίμακας σε σωλήνες και υδραυλικά εξαρτήματα. Οι χρήστες μαλακού νερού αναφέρουν συχνά ότι τα μαλλιά και το δέρμα αισθάνονται λιγότερο ξηρά και νιφάδες.

Τα μειονεκτήματα των αποσκληρυντικών νερού περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος και την προσπάθεια που συνεπάγεται η διατήρηση ενός συστήματος μαλακώματος νερού. Ένα αποσκληρυντικό νερού και η εγκατάστασή του μπορεί να κοστίσει χιλιάδες δολάρια ΗΠΑ και το αλάτι αποσκληρυντή νερού πρέπει να προστίθεται σε τακτική βάση.

Τα αποσκληρυντικά νερού απαιτούν μεγάλη κατανάλωση νερού στη διαδικασία αναγέννησης, χρησιμοποιώντας έως και 25 γαλόνια νερού την ημέρα. Η έκπλυση των αποσκληρυντικών νερού με διάλυμα αλατιού μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Αυτό το νερό, με υψηλή περιεκτικότητα σε νάτριο, δεν συνιστάται για πότισμα φυτών, γκαζόν ή κήπων.

Υγιεινό, μαλακό νερό περιέχει περισσότερο νάτριο από το σκληρό νερό, και αυτό μπορεί να είναι προβληματικό για άτομα που πρέπει να περιορίσουν την πρόσληψη αλατιού διατροφής. Επειδή μεγάλο μέρος του ασβεστίου και του μαγνησίου έχουν αφαιρεθεί, το μαλακό νερό δεν παρέχει πηγή για αυτά τα μέταλλα στη διατροφή.