Twardość wody i sposoby jej usuwania

1.Twardość wody

Cecha wody wynikająca głównie z obecności jonów wapnia $\mathrm{Ca^{2+}}$ i magnezu $\mathrm{Mg^{2+}}$. Im więcej tych jonów, tym woda jest twardsza. Twardość wpływa m.in. na pienienie się mydła, odkładanie kamienia kotłowego oraz zastosowanie wody w gospodarstwie domowym i przemyśle.

2.Twardość przemijająca

Rodzaj twardości spowodowany obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu, np. $\mathrm{Ca(HCO_3)_2}$ i $\mathrm{Mg(HCO_3)_2}$. Można ją usunąć przez gotowanie, ponieważ podczas ogrzewania powstają trudno rozpuszczalne osady.

3.Twardość trwała

Rodzaj twardości wywołany obecnością soli wapnia i magnezu, które nie ulegają rozkładowi podczas gotowania, np. chlorków i siarczanów: $\mathrm{CaCl_2}$, $\mathrm{MgSO_4}$. Do jej usuwania stosuje się metody chemiczne lub jonowymienne.

4.Kamień kotłowy

Twardy osad odkładający się podczas ogrzewania twardej wody, złożony głównie z węglanu wapnia $\mathrm{CaCO_3}$. Powstaje m.in. przy usuwaniu twardości przemijającej przez gotowanie. Zmniejsza sprawność czajników, grzałek i instalacji.

5.Usuwanie twardości przez gotowanie

Gotowanie usuwa twardość przemijającą. Zachodzi rozkład wodorowęglanu wapnia: $\mathrm{Ca(HCO_3)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + CO_2\uparrow + H_2O}$. Wytrąca się osad, więc liczba jonów powodujących twardość maleje.

6.Węglan sodu

Związek $\mathrm{Na_2CO_3}$$,$ stosowany do zmiękczania wody. Dostarcza jonów $\mathrm{CO_3^{2-}}$, które wytrącają jony wapnia i magnezu w postaci trudno rozpuszczalnych węglanów, np. $\mathrm{CaCO_3}$.

7.Wapno gaszone

Wodorotlenek wapnia $\mathrm{Ca(OH)_2}$. Może być używany do usuwania twardości przemijającej, ponieważ powoduje wytrącanie trudno rozpuszczalnych związków wapnia i magnezu z roztworu.

8.Jonit

Substancja stosowana w zmiękczaczach wody, zdolna do wymiany jonów. Jonit zastępuje jony $\mathrm{Ca^{2+}}$ i $\mathrm{Mg^{2+}}$ innymi jonami, najczęściej $\mathrm{Na^+}$, przez co zmniejsza twardość wody.

9.Mydło a twarda woda

W twardej wodzie mydło pieni się słabiej, ponieważ jony wapnia i magnezu tworzą z anionami wyższych kwasów karboksylowych trudno rozpuszczalne osady. Dlatego zużywa się więcej mydła.

10.Odkamienianie kwasem

Kamień kotłowy można usuwać kwasami, np. octem zawierającym kwas octowy. Węglan wapnia reaguje z kwasem, dając sól, wodę i $\mathrm{CO_2}$. Dlatego podczas odkamieniania często obserwuje się musowanie.