Twarda Woda: Zawiera Jony, Rodzaje i Sposoby Zmiękczania
- Szczegóły
O twardości wody mówi się naprawdę sporo w różnych kontekstach. Najczęściej jednak jest to kwestia powiązana z kłopotami pojawiającymi się w gospodarstwie domowym. Ale właściwie czym jest ta twarda woda? Dlaczego należy się jej obawiać? Dziś czas przyjrzeć się temu zjawisku z bliska oraz zobaczyć, co na ten temat ma do powiedzenia nauka.
Czym jest Twardość Wody?
Twardość wody to jej właściwość chemiczna, spowodowana rozpuszczonymi w wodzie powszechnie występującymi składnikami naturalnymi, takimi jak sole wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+, a także w znacznie mniejszym stopniu innymi substancjami, jak sole żelaza (II) Fe2+ oraz manganu (II) Mn2+. Twardość wody zależy głównie od wielkości stężenia jonów wapnia oraz magnezu. Wzrost stężenia ww. jonów oznacza wzrost twardości wody.
W szerszym ujęciu twardość wody zależeć będzie od zawartych w niej węglanów i wodorowęglanów, chlorków, siarczków (IV), a także krzemianów wapnia i magnezu. Zawartość oraz jakość rozpuszczonych w wodzie jonów powoduje konieczność rozróżnienia na przemijającą i nieprzemijającą twardość wody.
Rodzaje Twardości Wody
Istnieją różne rodzaje twardości wody, które wynikają z obecności różnych związków chemicznych:
- Twardość węglanowa (przemijająca): Wynika z obecności w niej węglanów i wodorowęglanów wapnia oraz magnezu. Jony wapniowe i magnezowe mogą występować w postaci węglanów Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2. Podczas gotowania wody wytrącają się one w postaci osadu węglanowego, ponieważ są one termicznie nietrwałe. Dlatego mówimy, że jest to przemijająca twardość wody.
- Twardość niewęglanowa (trwała): Powodują ją siarczany (VI), chlorki, azotany (V), a także inne rozpuszczalne w wodzie sole np. wapnia i magnezu - obecne w postaci CaCI2, MgCI2, CaSO2, 4MgS02, powodując twardość niewęglanową. Sole te pozostają w wodzie nawet po jej przegotowaniu. Stąd pochodzi określenie - nieprzemijająca twardość wody. Do usunięcia takiej twardości wykorzystuje się chemiczne zmiękczacze wody (np. węglan sodu).
- Twardość wapniowa: Związana z solami wapnia, które są rozpuszczalne.
- Twardość magnezowa: Wywołana solami magnezu.
- Twardość całkowita (ogólna): Będzie sumą stężeń jonów oraz ich poszczególnych twardości. Jest ona usuwana na kationicie silnie kwaśnym w procesie wymiany sodowej.
Przyczyny Powstawania Twardej Wody
Wysoki stopień twardości wody może wystąpić niezależnie od źródła jej pochodzenia. To oznacza, że ze zjawiskiem możemy spotkać się zarówno w przypadku wody doprowadzonej z sieci wodociągowej, jak i równie dobrze z własnego ujęcia. Twardość wody jest naturalną cechą wód występujących w przyrodzie. Im warstwa wody pobieranej do użytku jest głębiej położona, tym stopień ogólnej mineralizacji jest wyższy. Nie da się jednak jednoznacznie określić bezwzględnej głębokości występowania wód zmineralizowanych - wiele zależy od terenów. W trakcie obiegu woda ma styczność z wieloma minerałami, które są wypłukiwane chociażby ze skał.
Przeczytaj także: Wszystko o twardej wodzie
Naturalne procesy geologiczne odgrywają kluczową rolę w powstawaniu twardej wody. Kiedy woda deszczowa przenika przez warstwy gleby i skał, absorbuje rozpuszczone minerały, takie jak wapń i magnez. Skały macierzyste, szczególnie te bogate w wapienie i dolomity, są głównym źródłem tych minerałów.
Twardość Wody w Polsce
Woda z większości ujęć w Polsce charakteryzuje się wysoką zawartością związków wapnia i magnezu, czyli wysoką twardością. Znakomita większość mieszkańców Polski korzysta na co dzień z wody twardej lub średnio twardej.
Jednostki Pomiaru Twardości Wody
Twardość wody wyrażana jest w jednostkach pomiarowych, pochodzących m.in. z przyjęcia odmiennych standardów w różnych krajach:
- Miligramorównoważniki (mval/l) substancji powodującej twardość na dm3 wody. 1 mval = 20,04 mg Ca2+/dm3; 1 mval = (0,5 mmol) jonów Ca2+; 1 mval = 50 mg CaCO3/dm3
- Milimole (mmol/l) jonów wapnia i magnezu na dm3 wody. 1 mmol = 40,08 mg Ca2+/dm3
- Stopnie niemieckie (°n, °d, °dH; skala dGH). 1°dH = 10 mg CaO/dm3 wody; 1°dH= 0,357 mval CaO/dm3
- Stopnie angielskie (°e). 1 st. niem. = 1,25° angielskiego
- Stopnie francuskie (°f, °fH). 1 stopień niemiecki = 1,79° francuskiego
- Ppm CaCO3 (ppm, ‰). Miara stosowana w USA. 1 ppm = 1 cząsteczka CaCO3/1 mln cząsteczek roztworu; 1 ppm (‰) = 0,02 mval/l, 1 ppm (‰) = 0,01 mmol/l
Skala twardości wody wg różnych wskaźników
| Lp. | Stopień twardości wody | Jednostka twardości wody [mval/l] | Jednostka twardości wody [mg CaCO3] | Jednostka twardości wody [0N] | Jednostka twardości wody [mmol/l] |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Woda bardzo miękka | <2 | <100 | <5,6 | <1 |
| 2 | Woda miękka | 2-4 | 100-200 | 5,6-11,2 | 1-2 |
| 3 | Woda średnio-twarda | 4-7 | 200-350 | 11,2-19,6 | 2-3,5 |
| 4 | Woda twarda | 7-11 | 350-550 | 19,6-30,8 | 3,5-5,5 |
| 5 | Woda bardzo twarda | >11 | >550 | >30,8 | >5,5 |
Woda bardzo miękka wykazuje twardość do 1,78 mval/dm3. Woda miękka od 1,78 do 3,57 mval/ dm3, woda twarda od 7,13 do 10,7 mval/ dm3, a bardzo twarda powyżej 10,7 mval/dm3.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca, żeby woda przeznaczona do picia posiadała twardość ogólną zawartą w granicach: 1-10 mval/dm3 (50-500 mg/dm3 CaCo3).
Przeczytaj także: Jak pozbyć się osadu z twardej wody?
Wpływ Twardej Wody na Codzienne Życie
Stopień twardości wody ma bezpośredni wpływ na właściwości fizyczne wody oraz to, co po sobie pozostawia. Przede wszystkim twardość wody przekłada się na napięcie powierzchniowe. Z kolei duże napięcie powierzchniowe wody przyczynia się do o wiele gorszego zwilżania wszelkich powierzchni. Przez to bardzo ciężko w takiej wodzie rozprowadzić na przykład środki czystości. Ponadto potrzeba więcej detergentów i środków czyszczących, by ich zastosowanie przyniosło jakiekolwiek efekty. Wszystko przez reakcję, jaka zachodzi między nimi a twardą wodą.
Dość znaczącym problemem jest wytrącanie się osadu z twardej wody. Ten zwany jest powszechnie kamieniem kotłowym. Osad tworzy węglan wapnia (CaCO3) i magnezu (MgCO3), które powstają w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów. Kamień kotłowy powoduje spore straty energii cieplnej - jest o wiele gorszym przewodnikiem energii niż stal. Przez jego obecność może dochodzić do lokalnych niedogrzań i przegrzań, znacznego zmniejszenia światła rur bądź całkowitego zaniku. Dość powszechne są problemy z mniejszą wydajnością instalacji, zmniejszeniem oraz niestabilnością przepływu.
W życiu codziennym twarda woda powoduje większe użycie środków myjących i piorących. Woda twarda ma także większe napięcie powierzchniowe. Tym samym utrudnia mycie oraz czyszczenie, ponieważ ciężej nią się zmywa brudne powierzchnie.
Ponadto prane w twardej wodzie ubrania stają się sztywne, szorstkie i nieprzyjemne w dotyku.
Twarda woda przyczynia się do wysuszenia skóry oraz włosów. Osoby mające problem z trądzikiem mogą zauważyć zaostrzenie problemu. Przyczynia się to do przetłuszczania szczególnie cery oraz włosów. Pojawiają się niedoskonałości oraz zaczerwienienia. Bardziej wrażliwa skóra może swędzieć i piec.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
W twardej wodzie zdecydowanie trudniej spłukać z włosów szampon czy odżywkę. Nie do końca usunięte resztki piany oraz pozostałość kosmetyków mogą podrażniać skórę głowy, powodować przetłuszczanie włosów oraz wysuszanie ich końcówek. Woda o wysokiej twardości może być również powodem powstawania łupieżu oraz problemów skórnych głowy.
Woda do celów przemysłowych, na przykład stosowana do układów chłodzenia, w kotłowniach wodnych oraz parowych także musi spełniać określone parametry twardości, żeby spełniać normy techniczne. Zwiększona twardość wody negatywnie wpływa na wszelkie urządzenia i linie przemysłowe, które wykorzystują taka wodę.
Twarda woda może powodować osadzanie się kamienia na elementach grzewczych w piecach gazowych. Niekiedy konsekwencją jest obniżenie efektywności pieca.
Duża twardość wody może okazać się sporym utrudnieniem w codziennym funkcjonowaniu.
Występowanie kamienia kotłowego. Objawia się w formie białego osadu węglanu wapnia i węglanu magnezu. Wytrąca się w procesie termicznej obróbki wody, zatem najczęściej spotykany jest np. w czajnikach.
W konsekwencji konieczne jest stosowanie znacznie większej ilości detergentów np.
Szczególnie narażone są kotły grzewcze, mające bezpośredni kontakt z twardą wodą.
Jak Rozpoznać Twardą Wodę?
Rozpoznanie twardej wody nie jest skomplikowane. Najbardziej charakterystycznym objawem występowania twardej wody jest osad i kamień, który osadza się w łazience, kuchni oraz na sprzętach domowych, takich jak czajnik czy pralka. Charakterystyczny biały nalot pojawiający się na armaturze oraz naczyniach powinien być pierwszym to również oznaka występowania twardej wody.
Przybliżoną twardość wody można także sprawdzić na własną rękę (poza zleceniem analizy wody). W tym celu należy nabyć odpowiednie testy paskowe lub kropelkowe.
Jeśli korzystacie z sieci wodociągowej właściwie wystarczy, abyście odwiedzili stronę lokalnych zakładów. W zakładce dotyczącej jakości wody znajdują się aktualne informacje o różnych parametrach, w tym między innymi o stopniu twardości wody. Jeśli jesteście bardziej dociekliwi i chcielibyście samodzielnie sprawdzić wartość, można wykonać test twardości wody za pomocą specjalnego testera. W naszym sklepie dostępne są paskowe testery twardości wody oraz kropelkowe testery twardości wody. Trzecią opcją na sprawdzenie czy z kranu płynie twarda woda jest zlecenie analizy wody. Ten sposób polecany jest szczególnie właścicielom własnych ujęć. Badanie wody będzie w stanie dokładnie wykazać przekroczenia obecne w wodzie.
Sposoby Zmiękczania Twardej Wody
Tak. Twardą wodę można zmiękczyć. W tym celu należy stosować filtry lub specjalne urządzenia służące do filtracji wody. Są to najczęściej stosowane (i skuteczne) sposoby, które poprawią jakość wody pitnej. Dzięki zastosowaniu domowej stacji uzdatniania wody, skutecznie rozwiązane zostają wszystkie wymienione wcześniej efekty występowania złej jakości wody tj.
Podstawowym sposobem usuwania twardości z wody jest metoda termiczna. Jest skuteczna jedynie w przypadku twardości przemijającej. Termiczna metoda polega na ogrzaniu wody do temperatury około 80oC. W trakcie zwiększania temperatury następuje wytrącanie się wodorowęglanów wapnia i magnezu w postaci nierozpuszczalnego węglanu wapnia i węglanu magnezu. Powstały osad można usunąć np. w procesie filtracji.
Jony wapnia i magnezu można wytrącić także metodą chemiczną. Polega ona na dodatku do wody specjalnych zmiękczaczy, czyli związków chemicznych, których zadaniem jest wytrącenie odpowiednich osadów lub tworzenie związków kompleksowych. Wytrącające się jony wapnia i magnezu w formie soli, oddziela się metodą filtracji lub dekantacji. Zmiękczacze można stosować również w domowych warunkach. Doraźnym sposobem zmiękczania wody jest zastosowanie dzbanków filtrujących, które w ostatnich lata zyskały dużą popularność. Woda nalewana do nich jest przepuszczana przez specjalne złoże sorpcyjne, działające na zasadzie wymieniacza jonowego.
- Filtry jonowymienne działają na zasadzie wymiany jonów wapnia i magnezu na jony sodu, co skutecznie redukuje twardość wody.
- Systemy odwróconej osmozy usuwają niemal wszystkie rozpuszczone substancje mineralne z wody.
Z problemem oczywiście można walczyć doraźnie za pomocą odkamieniaczy oraz silnych środków czystości. W przypadku chęci obniżenia stopnia twardości wody przeznaczonej do gotowania coraz większe znaczenie mają dzbanki filtracyjne oraz o wiele bardziej wydajne systemy odwróconej osmozy szczególnie chętnie stosowane w mieszkaniach.
Jeśli tylko pozwalają na to warunki, warto jednak zabrać się nie za zwalczanie skutków lecz samej przyczyny. Wybór tych urządzeń jest naprawdę spory, dzięki czemu bez trudu można dobrać opcję najlepiej dostosowaną do oczekiwań. Jak tego dokonać? W ofercie można znaleźć ekonomiczne modele kompaktowe, jak Ecoperla Toro 24 i Ecoperla Toro 35. duże kompaktowe zmiękczacze wody z funkcjami zapewniającymi wygodę użytkowania oraz sterowanie poprzez WiFi i aplikację ConnectMySoftener, jak Ecoperla Slimline 28. Do miejsc, w których potrzebne jest bardziej wydajne zmiękczanie wody proponujemy serię dwuczęściowych zmiękczaczy wody Ecoperla Softower. Natomiast w domach, które dysponują minimalną przestrzenią na montaż zmiękczacza wody, idealną propozycją może okazać się jeden ze zmiękczaczy wody z serii Ecoperla Vita.
Proces ten nazywany jest zmiękczaniem wody. Odkamienianie wody zachodzi na filtrach - zmiękczaczach wody. Przepływająca przez nie woda „oddaje” jony wapnia i magnezu. Ich miejsce wypełniane są przez jony sodu, które nie powodują powstawania trudnych do usunięcia osadów.
Dobór odpowiedniego zmiękczacza wody nie jest prosty, dlatego zachęcamy aby zwrócić się z tym do nas przesyłając dane dotyczące wartości twardości wody oraz miesięcznego zużycia wody. Przy wyborze właściwego filtra zmiękczającego wodę nie należy się sugerować najniższą ceną. Dobry zmiękczacz wody posiada głowicę pracującą oszczędnie, czyli zużywającą małą ilość wody i soli do regeneracji. Warto zwrócić także uwagę na długość gwarancji oferowanych przez sprzedawcę ( od 2 do nawet 10 lat). Na skuteczność zmiękczania wody wpływa także jakość zastosowanego złoża. Każdy odkamieniacz zmiękczy wodę całkowicie, do zera.
tags: #twarda #woda #zawiera #jony #rodzaje

