Koja je razlika između tvrde i meke vode?

Voda se ponekad može opisati kao tvrda i meka voda. Razlika počiva na količini otopljenih minerala u vodi. Tvrda voda sadrži veliku količinu minerala, a meka voda sadrži malo ili nimalo.

Voda akumulira otopljene krutine dok se kreće kroz stijene i druge podloge, poput vapnenca, gipsa ili dolomita. Kalcij i magnezij posebno su topljivi u vodi, a ako su ti prirodni minerali unutar zemljopisnog područja, stanovnici koji okružuju izvor vode imat će teška voda.

U Sjedinjenim Državama područja istočne obale uglavnom imaju mekanu vodu, a ona na jugozapadu tvrdu. Kišnica se, budući da se nije procijedila kroz tvari tla poput podzemne vode, smatra mekom.

Karakteristike tvrde i meke vode određuju se količinom minerala u vodi, mjerenih u miligramima po litri ili u zrnima po galonu. Tvrdoća također ovisi o pH i temperaturi vode.

Američki nacionalni standardi definiraju meku vodu koja sadrži manje od 17,1 mg / L; međutim, za približnu tvrdoću vode mogu se koristiti sljedeće razine:

• Meko: 0 - 60 mg / L

• Umjereno teško: 61

  - 120 mg / L * Tvrdo: 121

  - 180 mg / L * Vrlo tvrdo: 181 mg / L i više

Tvrdoći vode pridonose kalcij, Ca i magnezij, Mg. Oba su elementa zemnoalkalijski metali koji se nalaze u skupini 2 na periodnom sustavu. Elementi u stupcu Grupe 2 imaju naboj 2+ i gube dva elektrona da bi stvorili katione, poput Ca²⁺ i Mg²⁺. Ovi se kationi lako otapaju u vodi.

Kalcijev karbonat, CaCO₃ je uobičajena tvar u stvaranju stijena, posebno vapnenca, vrsta sedimentne stijene i dolomita, CaMg (CO₃)₂, također sedimentna stijena. Kalcijev karbonat nalazi se i u ljuskama morskih organizama i jajašaca.

Kada kišnica s otopljenim ugljičnim dioksidom, CO₂, filtrira se kroz kalcijev karbonat, kalcijevi ioni se otapaju u vodi. Sljedeća kemijska jednadžba opisuje ovaj postupak:

CaCO₃ + H₂0_(l) + CO_{2 (vod.)} → Ca²⁺_(vod.) + 2HCO₃^-

Gdje je kalcijev karbonat, CaCO₃, oblikuje Ca²⁺ i bikarbonat, HCO₃^-, u prisutnosti vode i ugljičnog dioksida.

Svojstva tvrde vode opisana su kao privremeni i trajni. Privremena tvrda voda sadrži bikarbonat, HCO₃^-. Stalna tvrda voda sadrži bikarbonatne ione s drugim ionima poput sulfata, SO₄^2-. Vrenjem se ne talože vrste koje trajno otvrdnjavaju i natrijev karbonat, Na₂CO₃, treba dodati.

Kada se tvrda voda zagrije, često ostavlja premaz na posudama ili posudama. Imajte na umu da je jednadžba za ovaj talog obrnuta za Ca²⁺ ioni koji se otapaju u vodenoj otopini:

Ca²⁺_(vod.) + 2HCO₃^-_(vod.) → CaCO₃ + H₂0 _(l) + CO_{2 (vod.)}

Talog kalcijevog karbonata, CaCO₃, naziva se skala. Iako je frustrirajuće očistiti, to nije zdravstvena briga.

Talog se može stvarati s vremenom; međutim, i to može utjecati na životni vijek uređaja kao što su perilice posuđa i perilice rublja i sve vodovodne cijevi. Nagomilavanje sužava prostor u kojem voda može teći, a uređaji i cijevi trebali bi biti zamijenjeni.

Kao što je gore spomenuto, tvrda voda sadrži otopljene minerale koji potrošačima mogu stvarati probleme ostavljajući naslage u vodovodu i uređajima. Tvrda voda također ometa učinkovitost mnogih proizvoda za čišćenje u kućanstvu.

Ca²⁺ i Mg²⁺ ioni ometaju svojstva površinski aktivnih supstanci sapun. Surfaktant smanjuje površinski napon vode omogućujući joj da održi kontakt s čvrstom površinom, poput odjeće ili sudopera u kupaonici. Ioni ometaju proces površinski aktivne tvari, a to često zahtijeva dodatno rublje ili sredstvo za čišćenje za dovršavanje zadatka.

Minerali u tvrdoj vodi također se kombiniraju sa sapunom kako bi stvorili ljepljivi ili magloviti film na posuđu i kadama, tuševima i umivaonicima. Ovaj film također može premazati odjeću, kožu i kosu, čineći odjeću nečistom, uzrokujući suhu ili nadraženu kožu ili kosu koja je dosadna i kojom se ne može upravljati.

Tvrda voda ima dodanu zdravstvenu dobrobit. Kalcij i magnezij važni su minerali koji su tijelu potrebni za rast i funkciju kostiju i mišića. Ti minerali također reguliraju krvni tlak i djelovanje enzima. Konzumacija tvrde vode može biti izvor tih minerala.

Mekana voda nema negativne učinke mineralnih naslaga na kućanske aparate i vodovodne cijevi. Nedostaje mu mineralni okus tvrde vode i ne ostavlja ostatke na koži, posuđu ili drugim površinama.

Kućanski omekšivač vode djeluje izmjenom iona. Kad tvrda voda prođe kroz izmjenjivač iona, ona teče slojevima polimernih (plastičnih) zrnaca koji su kovalentno vezani za anionske skupine, kao što su:

• -GUGUTATI^-
  
• natrij
  
• Na⁺
  
• ili kalij
  
• K⁺ kationi

Kako voda prolazi pored ovih zrnaca, ioni kalcija i magnezija istiskuju natrijeve ili kalijeve ione.

Prednosti omekšivača vode su čišće rublje, dugotrajniji uređaji i bez nakupina ljepljivog sapuna. Potrošači koriste manje deterdženta za pranje rublja i druge vrste sredstava za čišćenje i deterdžente. Odjeća je svjetlija, a sudoperi, kade i tuševi zahtijevaju manje čišćenja.

Uređaji za vodu, kao što su kotlovi, bojleri i perilice posuđa, obično rade učinkovitije i trebaju manje održavanja jer meka voda ne uzrokuje nakupljanje kamenca na cijevima i vodovodnim instalacijama. Korisnici meke vode često prijavljuju da se kosa i koža osjećaju manje suho i peruti.

Mane omekšivača vode uključuju visoku cijenu i napor koji su uključeni u održavanje sustava za omekšavanje vode. Omekšivač vode i njegova instalacija mogu koštati tisuće američkih dolara, a sol za omekšavanje vode mora se redovito dodavati.

Omekšivači vode troše vodu u procesu regeneracije, trošeći do 25 litara vode dnevno. Ispiranje omekšivača vode otopinom soli može negativno utjecati na okoliš. Ova se voda s visokim udjelom natrija ne preporučuje za zalijevanje biljaka, travnjaka ili vrtova.

Zdravstveno omekšana voda sadrži više natrija nego tvrda voda, a to može biti problematično za ljude koji moraju ograničiti unos soli u prehrani. Budući da je velik dio kalcija i magnezija uklonjen, meka voda ne daje izvor tih minerala u prehrani.