硬水と軟水の違いは何ですか？

水は、硬水と軟水であると説明されることがあります。 違いは、水中に溶けているミネラルの量にあります。 硬水にはミネラルが多く含まれており、軟水にはほとんど含まれていません。

水は、岩や石灰岩、石膏、ドロマイトなどの他の基質を移動するときに、溶解固形物を蓄積します。 カルシウムとマグネシウムは特に水に溶けやすく、これらの天然に存在するミネラルが地理的領域内にある場合、水源を取り巻く住民は 硬水.

米国では、東海岸の地域は一般的に軟水であり、南西の地域は硬水です。 雨水は地下水のように土壌物質に浸透していないため、柔らかいと考えられています。

硬水と軟水の特性は、水中のミネラルの量によって決まり、1リットルあたりのミリグラムまたは1ガロンあたりの粒子で測定されます。 硬度は水のpHと温度にも依存します。

米国規格では、軟水は17.1 mg / L未満であると定義されています。 ただし、次のレベルを使用して水の硬度を概算できます。

• ソフト：0〜60 mg / L

• 適度に難しい：61

  – 120 mg / L *ハード：121

  – 180 mg / L *非常に硬い：181 mg / L以上

水の硬度の一般的な要因は、カルシウム、Ca、およびマグネシウム、Mgです。 両方の元素は、周期表のグループ2にあるアルカリ土類金属です。 グループ2の列の元素は、2 +の電荷を持ち、2つの電子を失って、Caなどの陽イオンを形成します。²⁺ およびMg²⁺. これらの陽イオンは水に簡単に溶けます。

炭酸カルシウム、CaCO₃ は岩石形成、特に堆積岩とドロマイトの一種である石灰岩の一般的な物質であるCaMg（CO₃)₂、また堆積岩。 炭酸カルシウムは、海洋生物や卵の殻にも含まれています。

二酸化炭素が溶けている雨水、CO₂、炭酸カルシウムでろ過すると、カルシウムイオンが水に溶けます。 次の化学反応式は、このプロセスを説明しています。

CaCO_3（s） + H₂0_（l） + CO_2（aq） →Ca²⁺_（aq） + 2HCO₃^-

炭酸カルシウム、CaCO₃、Caを形成します²⁺ および重炭酸塩、HCO₃^-、水と二酸化炭素の存在下で。

硬水の特性は次のように記述されます 一時的および永続的. 一時的な硬水には重炭酸塩、HCOが含まれています₃^-. 永久硬水には、重炭酸イオンと硫酸塩、SOなどの他のイオンが含まれています₄^2-. 沸騰は永久硬化種、および炭酸ナトリウム、Naを沈殿させません₂CO₃、追加する必要があります。

硬水を加熱すると、鉢や容器にコーティングが残ることがよくあります。 この沈殿物の式は、Caの場合は逆であることに注意してください。²⁺ 水溶液に溶解するイオン：

Ca²⁺_（aq） + 2HCO₃^-_（aq） →CaCO_3（s） + H₂0 _（l） + CO_2（aq）

炭酸カルシウム沈殿物、CaCO₃、スケールと呼ばれます。 掃除するのはイライラしますが、健康上の問題ではありません。

沈殿物は時間の経過とともに蓄積する可能性があります。 ただし、これは食器洗い機や洗濯機、配管パイプなどの電化製品の寿命に影響を与える可能性があります。 堆積物は水が流れることができるスペースを狭め、器具やパイプを交換する必要があります。

前述のように、硬水には溶存ミネラルが含まれているため、配管や電化製品に堆積物が残るため、消費者に問題を引き起こす可能性があります。 硬水はまた、多くの家庭用クリーニング製品の効果を妨げます。

Ca²⁺ およびMg²⁺ イオンは、界面活性剤の品質を妨害します 石鹸。 界面活性剤は水の表面張力を低下させ、衣類や浴室の流しなどの固体表面との接触を維持できるようにします。 イオンは界面活性剤のプロセスを妨害し、これはしばしばタスクを完了するために追加の洗濯物または洗浄剤を必要とします。

硬水中のミネラルも石鹸と結合して、食器や浴槽、シャワー、流しに粘着性またはかすんだフィルムを作ります。 このフィルムはまた、衣類、皮膚、および髪をコーティングし、衣類を薄汚いように見せ、乾燥したまたは炎症を起こした皮膚または髪を鈍くて扱いにくいものにする可能性がある。

硬水には追加の健康上の利点があります。 カルシウムとマグネシウムは、骨や筋肉の成長と機能のために体が必要とする重要なミネラルです。 これらのミネラルはまた、血圧と酵素作用を調節します。 硬水を消費することは、これらのミネラルの源である可能性があります。

軟水は、家電製品や配管パイプへのミネラル堆積物の悪影響はありません。 硬水のミネラル味がなく、肌や食器などの表面に残留物を残しません。

家庭用軟水器はイオン交換によって機能します。 硬水がイオン交換体を通過すると、次のような陰イオン基に共有結合しているポリマー（プラスチック）ビーズの層によって流れます。

• –COO^-
  
• ナトリウム
  
• ナ⁺
  
• またはカリウム
  
• K⁺ 陽イオン

水がこれらのビーズを通過すると、カルシウムイオンとマグネシウムイオンがナトリウムイオンまたはカリウムイオンに置き換わります。

軟水器の利点は、よりきれいな洗濯物、長持ちする器具、そして粘着性の石鹸の蓄積がないことです。 消費者は、より少ない洗濯洗剤や他の種類のクリーナーや洗剤を使用します。 衣類はより明るく、流し台、浴槽、シャワーは掃除が少なくて済みます。

ボイラー、給湯器、食器洗い機などの水器具は、通常、より効率的に稼働し、軟水はパイプや衛生器具にスケールの蓄積を引き起こさないため、メンテナンスが少なくて済みます。 軟水のユーザーは、髪や肌の乾燥やフレーク感が少ないと報告することがよくあります。

軟水器の不利な点は、軟水化システムの維持に伴う高いコストと労力を含む。 軟水器とその設置には数千米ドルの費用がかかる可能性があり、軟水器の塩を定期的に追加する必要があります。

軟水器は再生プロセスで水を大量に消費し、1日あたり最大25ガロンの水を使用します。 軟水器を塩溶液で洗い流すと、環境に悪影響を与える可能性があります。 ナトリウム含有量が高いこの水は、植物、芝生、または庭に水をやるのにはお勧めできません。

健康面では、軟水には より多くのナトリウム 硬水よりも、これは食事の塩分摂取量を制限しなければならない人々にとって問題になる可能性があります。 カルシウムとマグネシウムの多くが除去されているため、軟水は食事中のこれらのミネラルの供給源にはなりません。