Kakšna je razlika med trdo in mehko vodo?

Vodo lahko včasih opišemo kot trdo in mehko vodo. Razlika temelji na količini raztopljenih mineralov v vodi. Trda voda vsebuje veliko mineralov, mehka pa malo ali nič.

Voda kopiči raztopljene trdne snovi, ko se premika skozi kamnine in druge podlage, kot so apnenec, mavec ali dolomit. Kalcij in magnezij sta še posebej topna v vodi in če so ti naravni minerali znotraj geografskega območja, bodo prebivalci, ki obkrožajo vodni vir, imeli trdo vodo.

V ZDA imajo območja vzhodne obale običajno mehko vodo, na jugozahodu pa trdo vodo. Meteorna voda, ker ni pronicala skozi zemeljske snovi, kot jo ima podtalnica, velja za mehko.

Značilnosti trde vode in mehke vode so določene s količino mineralov v vodi, merjeno v miligramih na liter ali v zrnih na galono. Trdota je odvisna tudi od pH in temperature vode.

Ameriški nacionalni standardi opredeljujejo, da mehka voda vsebuje manj kot 17,1 mg / l; vendar se lahko za približevanje trdote vode uporabijo naslednje ravni:

• Mehko: 0 - 60 mg / l

• Zmerno težko: 61

  - 120 mg / L * trdo: 121

  - 180 mg / L * Zelo trdo: 181 mg / L in več

Pogosti dejavniki trdote vode so kalcij, Ca in magnezij, Mg. Oba elementa sta zemeljskoalkalijski kovini, ki ju najdemo v skupini 2 na periodnem sistemu. Elementi v stolpcu skupine 2 imajo naboj 2+ in izgubijo dva elektrona, da nastanejo kationi, kot je Ca²⁺ in Mg²⁺. Ti kationi se zlahka raztopijo v vodi.

Kalcijev karbonat, CaCO₃ je pogosta snov v tvorbi kamnin, zlasti apnenca, vrste sedimentne kamnine in dolomita, CaMg (CO₃)₂, tudi sedimentna kamnina. Kalcijev karbonat najdemo tudi v lupini morskih organizmov in jajčec.

Ko deževnica z raztopljenim ogljikovim dioksidom CO₂, filtrira skozi kalcijev karbonat, kalcijevi ioni se raztopijo v vodi. Naslednja kemijska enačba opisuje ta postopek:

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

Kjer je kalcijev karbonat, CaCO₃, tvori Ca²⁺ in bikarbonat, HCO₃^-v prisotnosti vode in ogljikovega dioksida.

Lastnosti trde vode so opisane kot začasno in stalno. Začasna trda voda vsebuje bikarbonat, HCO₃^-. Stalna trda voda vsebuje bikarbonatne ione z drugimi ioni, kot je sulfat, SO₄^2-. Vrenje ne obori trajnih vrst strjevanja in natrijevega karbonata Na₂CO₃, bi bilo treba dodati.

Ko se trda voda segreje, pogosto pušča prevleko na loncih ali posodah. Upoštevajte, da je enačba za to oborino za Ca obratna²⁺ ioni, ki se raztopijo v vodni raztopini:

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

Oborina kalcijevega karbonata, CaCO₃, se imenuje lestvica. Čeprav je čiščenje frustrirajuće, to ne skrbi za zdravje.

Oborina se lahko sčasoma nabere; to pa lahko vpliva na življenjsko dobo naprav, kot so pomivalni in pralni stroji ter morebitne vodovodne cevi. Nakopičenje omejuje prostor, kjer lahko teče voda, in naprave in cevi bi bilo treba zamenjati.

Kot smo že omenili, trda voda vsebuje raztopljene minerale, ki lahko povzročijo težave potrošnikom, če puščajo usedline v vodovodu in napravah. Trda voda moti tudi učinkovitost mnogih gospodinjskih čistil.

Ca²⁺ in Mg²⁺ ioni vplivajo na lastnosti površinsko aktivnih snovi milo. Površinsko aktivna snov zmanjša površinsko napetost vode, tako da lahko ohranja stik s trdno površino, kot so oblačila ali kopalniški umivalnik. Ioni motijo ​​postopek površinsko aktivne snovi, kar pogosto zahteva dodatno perilo ali čistilo za dokončanje naloge.

Minerali v trdi vodi se prav tako kombinirajo z milom, da nastanejo lepljivi ali motni filmi na posodi ter v kopalnicah, tuših in umivalnikih. Ta film lahko prekrije tudi oblačila, kožo in lase, zaradi česar so oblačila videti umazana in povzročajo suho ali razdraženo kožo ali lase, ki so dolgočasni in neobvladljivi.

Trda voda ima dodano korist za zdravje. Kalcij in magnezij sta pomembna minerala, ki jih telo potrebuje za rast in delovanje kosti in mišic. Ti minerali uravnavajo tudi krvni tlak in delovanje encimov. Uživanje trde vode je lahko vir teh mineralov.

Mehka voda nima negativnih učinkov usedlin mineralov na gospodinjske aparate in vodovodne cevi. Manjka mineralnega okusa trde vode in ne pušča ostankov na koži, posodi ali drugih površinah.

Gospodinjski mehčalec vode deluje z ionsko izmenjavo. Ko trda voda prehaja skozi ionski izmenjevalnik, teče po plasteh polimernih (plastičnih) kroglic, ki so kovalentno vezane na anionske skupine, kot so:

• –COO^-
  
• natrij
  
• Na⁺
  
• ali kalij
  
• K⁺ kationi

Ko voda prehaja mimo teh kroglic, kalcijevi in ​​magnezijevi ioni izpodrivajo natrijeve ali kalijeve ione.

Prednosti mehčalcev vode so čistejše perilo, dolgotrajnejši aparati in brez lepljivega nalaganja mila. Potrošniki uporabljajo manj detergenta za pranje perila in drugih vrst čistil in detergentov. Oblačila so svetlejša, umivalniki, kadi in prhe pa zahtevajo manj čiščenja.

Vodne naprave, kot so kotli, grelniki vode in pomivalni stroji, običajno delujejo učinkoviteje in potrebujejo manj vzdrževanja, saj mehka voda ne povzroča nabiranja vodnega kamna v ceveh in vodovodnih napravah. Uporabniki mehke vode pogosto poročajo, da se lasje in koža počutijo manj suhi in luskavi.

Pomanjkljivosti mehčalcev vode vključujejo visoke stroške in napor pri vzdrževanju sistema za mehčanje vode. Mehčalec vode in njegova namestitev staneta na tisoče ameriških dolarjev, zato je treba redno dodajati sol za mehčanje vode.

Mehčalci vode v procesu regeneracije porabijo veliko vode in porabijo do 25 litrov vode na dan. Izpiranje mehčalcev vode z raztopino soli lahko negativno vpliva na okolje. Ta voda z visoko vsebnostjo natrija ni priporočljiva za zalivanje rastlin, trate ali vrta.

Zdravo mehka voda vsebuje več natrija kot trda voda, kar je lahko problematično za ljudi, ki morajo omejiti vnos soli s hrano. Ker je bil odstranjen večji del kalcija in magnezija, mehka voda ni vir teh mineralov v prehrani.