Mi a különbség a kemény és a lágy víz között?

A vizet néha kemény víznek és lágy víznek írhatjuk le. A megkülönböztetés a vízben oldott ásványi anyagok mennyiségén nyugszik. A kemény víz nagy mennyiségben tartalmaz ásványi anyagokat, a lágy víz pedig alig.

A víz az oldott szilárd anyagokat felhalmozódva halad át a sziklákon és más szubsztrátokon, például mészkőben, gipszben vagy dolomitban. A kalcium és a magnézium különösen oldódik a vízben, és ha ezek a természetben előforduló ásványok a földrajzi területen belül vannak, a vízforrást körülvevő lakosok kemény víz.

Az Egyesült Államokban a keleti partvidékeken általában lágy, a délnyugati területeken pedig kemény víz van. Mivel az esővíz nem szivárgott át a talajba, mint a talajvíz, puhának számít.

A kemény víz és a lágy víz jellemzőit a vízben található ásványi anyagok mennyisége határozza meg, milligramm / liter vagy szemcsék / gallon mérve. A keménység a víz pH-jától és hőmérsékletétől is függ.

Az amerikai nemzeti szabványok szerint a lágy víz kevesebb, mint 17,1 mg / l-t tartalmaz; a vízkeménység becsléséhez azonban a következő szinteket lehet használni:

• Lágy: 0 - 60 mg / l

• Mérsékelten kemény: 61

  - 120 mg / L * Kemény: 121

  - 180 mg / L * Nagyon kemény: 181 mg / L és magasabb

A vízkeménység gyakori hozzájárulói a kalcium, a Ca és a magnézium, a Mg. Mindkét elem alkáliföldfém, amely a periódusos rendszer 2. csoportjában található. A 2. csoport oszlopának elemei 2+ töltéssel rendelkeznek, és két elektron elvesztésével alkotnak kationokat, például Ca-t²⁺ és Mg²⁺. Ezek a kationok könnyen feloldódnak a vízben.

Kálcium-karbonát, CaCO₃ a kőzetképződésben gyakori anyag, különösen a mészkő, az üledékes kőzet és a dolomit, a CaMg (CO₃)₂, szintén üledékes kőzet. A kalcium-karbonát megtalálható a tengeri élőlények és a tojások héjában is.

Amikor az esővíz oldott szén-dioxiddal, CO₂, kalcium-karbonáton át szűrődik, a kalciumionok feloldódnak a vízben. A következő kémiai egyenlet írja le ezt a folyamatot:

CaCO_{3 (s)} + H₂0_l) + CO_{2 (aq)} → Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-

Ahol a kalcium-karbonát, a CaCO₃, Ca-t képez²⁺ és hidrogén-karbonát, HCO₃^-, víz és szén-dioxid jelenlétében.

A kemény víz tulajdonságait úgy írják le ideiglenes és állandó. Az ideiglenes kemény víz hidrogén-karbonátot (HCO) tartalmaz₃^-. Az állandó kemény víz hidrogén-karbonát-ionokat tartalmaz más ionokkal, például szulfáttal, SO-val₄^2-. A forralás nem váltja ki az állandóan edződő anyagokat, és a nátrium-karbonát, Na₂CO₃, hozzá kell adni.

Ha kemény vizet melegítenek, gyakran bevonatot hagy az edényekben vagy edényekben. Vegye figyelembe, hogy ennek a csapadéknak az egyenlete fordított a Ca-val szemben²⁺ vizes oldatban oldódó ionok:

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

A kalcium-karbonát csapadék, CaCO₃, skálának nevezzük. Bár frusztráló a tisztítás, ez nem jelent egészségügyi problémát.

A csapadék idővel felépülhet; ez azonban befolyásolhatja olyan készülékek élettartamát, mint a mosogatógépek, mosógépek és a vízvezeték-csövek. A beépítés szűkíti azt a teret, ahol a víz képes áramolni, és a készülékeket és a csöveket ki kellene cserélni.

Mint fentebb említettük, a kemény víz oldott ásványi anyagokat tartalmaz, amelyek problémákat okozhatnak a fogyasztók számára azáltal, hogy lerakódásokat hagynak a vízvezetékekben és a készülékekben. A kemény víz sok háztartási tisztítószer hatékonyságát is zavarja.

A CA²⁺ és Mg²⁺ ionok megzavarják a felületaktív tulajdonságait szappan. A felületaktív anyag csökkenti a víz felületi feszültségét, lehetővé téve a szilárd felülettel való érintkezést, például ruházattal vagy fürdőszobai mosogatóval. Az ionok zavarják a felületaktív anyag folyamatát, és ehhez gyakran további mosó- vagy tisztítószerekre van szükség a feladatok elvégzéséhez.

A kemény vízben lévő ásványi anyagok szappannal kombinálva ragacsos vagy homályos filmet képeznek az edényeken, valamint a fürdőkádakban, zuhanyzókban és mosdókban. Ez a film bevonhatja a ruházatot, a bőrt és a hajat is, így a ruházat szennyezettnek tűnik, száraz vagy irritált bőrt vagy hajat okozva, amely unalmas és kezelhetetlen.

A kemény víz további egészségügyi előnyökkel jár. A kalcium és a magnézium fontos ásványi anyagok, amelyekre a testnek szüksége van a csontok és izmok növekedéséhez és működéséhez. Ezek az ásványi anyagok a vérnyomást és az enzimhatásokat is szabályozzák. A kemény víz fogyasztása forrása lehet ezeknek az ásványi anyagoknak.

A lágy víz nem gyakorolja az ásványi anyagok lerakódásának negatív hatásait a háztartási készülékekre és a vízvezeték-csövekre. Hiányzik a kemény víz ásványi íze, és nem hagy maradványokat a bőrön, az edényeken vagy más felületeken.

A háztartási vízlágyító ioncserével működik. Amikor a kemény vizet átengedik egy ioncserélőn, polimer (műanyag) gyöngyrétegek áramolnak, amelyek kovalensen kötődnek anioncsoportokhoz, például:

• -TURBÉKOL^-
  
• nátrium
  
• Na⁺
  
• vagy kálium
  
• K⁺ kationok

Amint a víz elhalad ezen gyöngyök mellett, a kalcium- és magnéziumionok kiszorítják a nátrium- vagy káliumionokat.

A vízlágyítók előnyei a tisztább mosoda, a tartósabb készülékek és a ragacsos szappan felhalmozódása. A fogyasztók kevesebb mosószert és más típusú tisztítószert használnak. A ruházat világosabb, a mosdók, a kádak és a zuhanyzók kevesebb tisztítást igényelnek.

A vízkészülékek, például kazánok, vízmelegítők és mosogatógépek általában hatékonyabban működnek és kevesebb karbantartást igényelnek, mivel a lágy víz nem okoz vízkő felhalmozódást a csövekben és a vízvezeték szerelvényekben. A lágy víz felhasználói gyakran beszámolnak arról, hogy a haj és a bőr kevésbé száraz és pelyhes.

A vízlágyítók hátrányai közé tartozik a vízlágyító rendszer fenntartásával járó magas költségek és erőfeszítések. A vízlágyító és annak telepítése több ezer amerikai dollárba kerülhet, és rendszeresen hozzá kell adni a vízlágyító sót.

A vízlágyítók vízintenzívek a regenerációs folyamatban, napi 25 liter vizet használnak fel. A vízlágyítók sóoldattal történő öblítése negatív hatással lehet a környezetre. Ez a magas nátriumtartalmú víz nem ajánlott növények, gyepek vagy kertek öntözésére.

Egészségügyi szempontból lágyított víz tartalmaz több nátrium mint a kemény víz, és ez problémát jelenthet azok számára, akiknek korlátozniuk kell az étrendi sóbevitelt. Mivel a kalcium és a magnézium nagy részét eltávolították, a lágy víz nem biztosít forrást ezeknek az ásványi anyagoknak az étrendben.