Способы определения жесткости воды. Как определить жесткость воды в домашних условиях

Опытные владельцы аквариумов прекрасно знают, что от качества воды в нём зависит жизнь и здоровье его обитателей. Новичкам же желательно ознакомиться с параметрами водной среды, подходящими для и , которые будут в ней жить. В данной статье рассмотрим жёсткость воды: её виды и способы определения, доведения до оптимально подходящих значений.

Определение понятия

Вода является прекрасным растворителем, содержит в себе большое количество различных элементов (газов, солей), определяющих её химические и физические качества, например, жёсткость. Разберёмся подробнее, что представляет собой такое свойство.

Жёсткость воды определяется содержанием в ней различных элементов, в основном солей металлов, из которых большее влияние на структуру и плотность оказывают соли кальция и магния.

Ионы данных элементов присутствуют во всех природных водных источниках, попадая туда из почвы, особенно богатой известняком, гипсом и доломитами. Большое содержание солей делает водную структуру жёсткой, малое - мягкой.

Количество солей зависит от самого водоёма, например, пресные водоёмы меняют показатель в период дождей или таяния снегов на более мягкий, а океаны и моря отличаются очень высоким значением.

Знаете ли вы? Самая дорогая бутылочная вода продаётся в США, Лос-Анджелесе. Кроме чистоты и вкусового баланса, учёта показателей кислотности, эта драгоценная жидкость имеет необычную упаковку. Стеклянную тару производители оформляют стразами от «Swarovski », цена этого великолепия - $ 90 за литр.

Виды жёсткости

Жёсткость может быть разной, поэтому для более точного определения значений, её разделили на три основных вида.

Общая

Общая - это сумма величин постоянной и непостоянной жёсткости, то есть общий показатель солей кальция и магния.

Карбонатная

В аквариуме, или временная, определяется наличием, кроме кальция и магния, гидрокарбонатных анионов. Временную жёсткость можно устранить с помощью кипячения (при этом гидкрокарбонаты распадутся на воду, углекислый газ и плохо растворимый осадок), поэтому её называют временной.

Некарбонатная

Обусловлена наличием соединений щелочноземельных металлов с сильными кислотами: серной, соляной, азотной и прочими, которые не распадаются под влиянием высоких температур, а растворяются в воде, не образуя накипи.

Безусловно, она должна быть чистой, но, кроме этого, есть ещё физико-химические параметры воды, которую можно заливать в аквариум. Это температура, кислотность, редокс-потенциал (количество кислорода) и жёсткость.

Коротко об оптимальных параметрах:

температура - +20...+23 °С (желательно регулярно проверять);
кислотность - 6,5-7,5 pH;
концентрация кислорода - 2-5 мг/л;
жёсткость - от 5° до 20°.

На последнем показателе остановимся подробно и для начала разберёмся, в чём измеряется жёсткость воды. В практике разведения аквариумных рыбок и животных принято брать в качестве значения градусы (dGH, dKH) или в mg/l CaCO3, один градус равен 17,8 mg/l CaCO3.

О-4 dGH	Очень мягкая
4-8 dGH	Мягкая
8-12 dGH	Средняя
12-18dGH	Умеренная
18-30 dGH	Жёсткая

class="table-bordered">

Какие показатели важны для обитателей аквариума, зависит от условий их природной среды обитания. Большинству рыб очень мягкая вода не подходит из-за отсутствия в ней необходимого количества кальция, без него при развитии происходят патологии и замедляется рост мальков. Чахнут без кальция и магния и .

Для большинства экзотических рыбок подходит вода со средним, умеренным значением или жёсткая от 5 dGH до 20 dGH.

Важно! Мягкая, с низким содержанием солей вода - идеальная среда для тех водных существ, которые в природе живут в пресных водоёмах и на нерест идут в период дождей.

Разберёмся, какую воду заливать в аквариум. Водопроводная для рыбок не годится, поэтому её нужно отстаивать и приводить с помощью различных ухищрений (об этом ниже) к нужным значениям. Отстаивать необходимо, чтобы избавится от хлора, которым очищают трубы водопровода, не менее трёх дней.

Как определить уровень жесткости

Вода для её обитателей имеет такое же значение, как воздух для нас, поэтому она должна соответствовать условиям жизни обитателей аквариума. Рассмотрим, как можно определить жесткость воды в домашних условиях.

Знаете ли вы? Самый дорогой аквариум от компании Aquavista UK был разработан дизайнером Стюартом Хьюзом. Основной материал - золото высшей пробы, декор был выполнен из бивней мамонта и костей тираннозавра. Вес оригинальной ёмкости вместе с практической комплектацией (фильтры, терморегуляторы и прочее) составил 70 кг, а цена - 4 800 000 долларов.

Солемер (кондуктомер)

Прибор, который измеряет содержание соли в водной среде, приборы укомплектованы подробной инструкцией по применению с таблицами и значениями, по которым можно сделать интересующие расчёты.

Для домашнего пользования лучше всего подойдут ручные или портативные приборы. Первый оснащён стационарными или съёмными электродами, заключенными в водонепроницаемый корпус, благодаря умеренной цене пользуется особой популярностью.

Портативные устройства автоматизированы, имеют встроенную память, несколько функций, питаются либо от сети, либо от аккумуляторов.

Тест-полоски

Приобрести тест-полоски можно в точках продажи . Это, по сути, лакмусовая бумажка, меняющая свой цвет при контакте с различными субстанциями.

В спецтестах для аквариумов присутствует таблица цветов и подробная инструкция по применению. Есть более дорогие наборы, укомплектованные дополнительно реактивами, обычно импортные.

Хозяйственное мыло

Самый простой и не требующий особых затрат метод - определить значение с помощью хозяйственного мыла. Он основан на свойстве мыла связывать соли. Для проведения процедуры понадобится дистиллированная вода, приобрести её можно в автомагазине.

Последовательность действий:

В мерном стакане разведите измельчённый грамм мыла 72% в небольшой дозе воды.
Долейте дистиллированную жидкость до уровня 7 см, каждый сантиметр равен 1° dH в 1 литре.
В банку объёмом в литр наберите 500 мл воды, которую исследуете, добавляйте разведённый в мерном стакане раствор, помешивая до образования устойчивой пены (она будет означать, что соли связаны).
Посмотрите, какое количество мыльного раствора пришлось потратить: каждый сантиметр равен 2° dH. Это значит, если затрачено 4 см мыльного раствора, жёсткость равна 8° dH.
Отсутствие пены означает, что значение превышает 12° dH.

В этом случае пробу нужно будет разбавить дистиллятом и провести опыт ещё раз, умножая результат на четыре.

Регулировка жесткости

Набирая воду для аквариума из природных источников, нужно помнить, что в пресных водоёмах она может быть слишком мягкой, а колодезная или из минерального родника слишком жёсткая. Поэтому необходима подготовка воды для аквариума, которую несложно провести в домашних условиях.

Повышение

Чтобы повысить значение, в аквариум добавляют:

мрамор, ракушечник;
25%-ный раствор магнезии (1 мл магнезии на литр жидкости) на 4 градуса;
хлористый натрий (1 мл/л) на три градуса;
пищевую соду (2,5 г на 100 л) на два градуса;
молотый ракушечник или крошку кораллов можно внести в .

Важно! Учтите, повышая или понижая жёсткость, вы также можете изменить уровень кислотности, после проведения процедуры проведите тест на уровень pH.

Понижение

Для понижения жёсткости в аквариум добавляют:

талую воду;
дистиллированную;
специальные капсулы с ионами натрия (можно купить в зоомагазине).

Ещё один метод - поместить в аквариум растения , элодею, эгропилу, харовые растения. Эти растения собирают излишки кальция на себе, потом их можно промыть.

Уход за аквариумом и его обитателями, возможно, и доставляет некоторые хлопоты, но польза от него значительно выше. Во-первых, он увлажняет воздух, что особенно ощутимо в зимний период; во-вторых, является интересным элементом декора; в-третьих, наблюдение за неспешными движениями рыбок и покачиванием растений успокаивает нервную систему.

Для посудомоечной машины также как и для стиральной очень важным условием результата мытья является жесткость водопроводной воды. Производители таблеток и порошков для мытья посуды уверяют, что они смягчают воду, но на практике это не всегда подтверждается. Дело в том, что жесткость воды в разных городах страны может отличаться, и одних таблеток в борьбе с этим может не хватить. О том, как узнать жесткость воды и как ее смягчить для посудомоечной машины, об этом и будет наш рассказ.

Жесткая вода: как она влияет на посудомойку

Воду называют жесткой или мягкой в зависимости от химического состава воды. Высокая концентрация солей кальция и магния свидетельствует о том, что вода жесткая. При этом в химии есть такие понятия, как «временная» и «постоянная» жесткость воды. Наличие в воде солей кальция и магния – это как раз временная жесткость, поскольку при нагревании эти карбонаты распадаются и превращаются в осадок.

Постоянная жесткость характеризуется присутствием в воде фосфатов, нитритов, сульфатов и силикатов натрия и кальция. Эти соединения при нагревании воды не распадаются и присутствуют постоянно.

Важно! Степень жесткости воды зависит от почвенного состава региона. Чем больше известковых пород в почве, тем больше будет жесткость воды.

Присутствие всех перечисленных веществ в воде негативно сказывается на работе водонагревательных приборов: чайников, стиральных и посудомоечных машин. Чем больше жесткость воды тем, больше образуется осадка при нагреве воды, тем быстрее нагревательный элемент может выходить из строя. Именно поэтому в современные посудомоечные машины в качестве умягчителя воды стали ставить ионообменник, внутри которого смола притягивает ионы кальция и магния, делая воду мягче.

Однако со временем способность смолы смягчать воду снижается и если ее не восстановить, то ионообменник выйдет из строя, а посудомоечная машина перестанет мыть посуду. Исправит ситуацию только замена агрегата. Чтобы этого не допустить, необходимо замерять жесткость воды, сделать это можно даже в домашних условиях.

Определяем жесткость воды

Способов определить жесткость воды несколько, некоторые из них основаны на житейском опыте, другие более точные и достоверные. Перечислим их:

Сравниваем массу. Способ заключается в том, что нужно сравнить массу воды из разных источников. Две емкости одинакового объема заполняются разной водой и взвешиваются. Чем меньше оказывается масса воды, тем она мягче. Возможно, это помогает понять какова жесткость воды, но для посудомоечной машины способ не подходит.
Определяем степень мылкости. Достаточно взять обычное хозяйственное мыло, смочить в воде и намылить руки. Если легко образуется пена и трудно смывается, то вода мягкая. В жесткой воде мыло пенится с трудом. Этот способ также субъективен.
Скорость образования накипи. Еще один показатель, по которому люди определяют жесткость воды. Если в чайнике очень быстро скапливается осадок и накипь, значит вода жесткая.
Мутность воды. Понять жесткая вода или нет, можно по мутности воды, для этого ее набирают в прозрачную бутылку и убирают ее на 2 суток в темное место. Если за это время образовалась муть и пленка на стенках, то вода жесткая.
Используем тест полоски. Такие полоски позволяют определить более точно жесткость воды. В некоторых посудомоечных машинах марки Bosch и Miele полоски идут в комплектации с машиной. Одни полоски пропитаны специальным составом, достаточно опустить такую полоску в воду на 1 секунду, а потом сравнить результат проявления цвета на полоске с таблицей, например, представленной ниже.

Тестовые полоски от фирмы «Биосенсор Аква» работают немного по-другому. После пребывания такой полоски в воде 2-3 секунды, нужно подождать 60 секунд и только потом, сравнив с цветной шкалой на упаковке, определить жесткость воды. Выглядит шкала так:

Есть еще и такие полоски, при использовании которых требуются специальные реагенты. Небольшое количество воды наливают в стакан и опускают полоску, а затем по чуть-чуть начинают добавлять в воду реагент. Когда на тест полоске проявится цвет, по таблице определяют жесткость воды. С такими полосками идет подробная инструкция по применению, поэтому не поленитесь ее прочитать.
К сведению! Способ с тест полосками самый оптимальный для домашних условий, стоят они не дорого и точность намного выше, чем при определении жесткости выше описанными способами.
Измеряем жесткость с помощью TDS-метра. С таким прибором можно узнать точный показатель уровня жесткости воды в кране. Однако прибор стоит довольно дорого. Если вас это не смущает, можете обзавестись таким помощником.

Что делать после измерений, как смягчить воду?

После того как вы выясните жесткость воды в своем доме, нужно подумать о ее смягчении, ведь слишком жесткую воду не только в посудомойку не зальешь, но и пить не будешь. Как же защитить посудомойку? Прежде всего, не забываем вовремя насыпать в отсек посудомоечной машины на дне камеры. Очень важно при этом настроить расход соли.

Для этого определяем значение расхода по таблице, которая есть в инструкции. Предлагаем пример таблицы жесткости воды для посудомоечной машины Bosch.

Важно! Комбинированные таблетки при жесткой воде не заменят соль, так как вода проходит через ионообменник, то при отсутствии соли он просто выйдет из строя, придется сдавать машину в ремонт.

Еще один способ смягчить воду для посудомоечной машины, это установить на подачу воды фильтр, например, полифосфатный фильтр. Главное не забывать вовремя его чистить. Иначе в один прекрасный момент машина выдаст коды ошибки и прекратит мойку.

Таким образом, определить жесткость воды дома совсем несложно. Не стоит этим пренебрегать, это поможет вам уберечь посудомоечную машину от поломки, а также оптимизировать расход соли. Кроме того, вы наверняка заметите изменения в качестве мытья посуды, исчезнут потеки и налет.

Жесткость воды - понятие на первый взгляд парадоксальное. Как может жидкая вода быть жесткой, разве что заморозить ее! Тем не менее, жесткость воды - важная характеристика, определяющая ее свойства для самых различных применений. Попробуем определить жесткость воды с помощью подручных средств.

Для чего необходимо знать жесткость воды?

Чаще всего жесткость воды необходимо знать аквариумистам. Большинство рыб неплохо себя чувствует при колебаниях жесткости воды в достаточно широких пределах, но отдельные виды требуют воды строго определенного качества. Некоторые виды рыб хотят более мягкую или жесткую воду в период размножения. Также небезразличен состав воды и для аквариумных растений. Им слишком мягкая вода просто губительна, ведь в ней нет минеральных солей, необходимых для жизни.

Весьма привередливы к жесткости воды комнатные растения. Большинство традиционных растений лучше переносят мягкую воду, но есть и исключения. Например, олеандр, предпочитает жесткую воду с большим содержанием минеральных солей.

В инструкции ко многим автоматическим стиральным и посудомоечным машинам есть рекомендации по загрузке моющих средств в зависимости от жесткости водопроводной воды. Даже в утюг с функцией отпаривателя лить слишком жесткую воду не стоит - внутри быстро образуется накипь и ее кусочки будут вываливаться и пачкать белье. В худшем случае от накипи утюг просто перегреется и перегорит. Также воду определенной жесткости требует и увлажнитель воздуха.

Да и для человека жесткость воды небезразлична. Слишком жесткая вода сушит коду и портит волосы. Постоянное употребление жесткой воды для питья может способствовать развитию мочекаменной болезни. Слишком мягкая, близкая к дистиллированной, вода вымывает минеральные соли из организма, что может вызывать ломкость костей, проблемы с зубами, а у детей - развитие рахита. Для приведения качества воды к норме в зависимости от ее жесткости необходимо выбрать фильтр для воды или установить минерализатор.

Что такое жесткость воды?

Жесткость воды — это величина, характеризующая количественное содержание растворенных минеральных солей. В природной воде чаще всего встречаются соли кальция и магния, которые и называют солями жесткости. Различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная жесткость зависит от содержания гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении гидрокарбонаты разлагаются на карбонаты, осаждающиеся в виде накипи, и углекислый газ. Постоянная жесткость определяется солями кальция и магния других видов - сульфатов, фосфатов и хлоридов. Эти соли хорошо растворяются в воде и не могут быть устранены кипячением. Удалить их можно с помощью фильтров с ионообменной смолой , обратным осмосом или электродиализом. Вместе сумма значений временной и постоянной жесткости дает величину общей жесткости.

Единицы измерения жесткости

Для численного выражения жесткости воды определяют содержание в ней катионов кальция и магния. В системе СИ для измерения жесткости используется единица — моль на метр кубический (моль/м3). Однако на практике чаще используются миллиграммы эквивалента на литр (мг-экв/л) и градусы жесткости. Численно один градус жесткости °Ж равен одному мг-экв/л.

По жесткости в зависимости от содержания растворенных солей вода может быть:

очень мягкой (до 1,5 мг-экв/л)
мягкой (от 1,5 до 4 мг-экв/л)
средней жесткости (от 4 до 8 мг-экв/л)
жесткой (от 8 до 12 мг-экв/л)
очень жесткой (свыше 12 мг-экв/л)

Оптимальная жесткость воды для большинства применений составляет 1.0-2.0 мг-экв/л. Жесткость водопроводной воды в зависимости от вида водозабора может колебаться в пределах 1.5-5 мг-экв/л, что обычно не требует специальных мер корректировки жесткости. А вот артезианские скважины индивидуального водоснабжения часто дают очень жесткую воду, требующую умягчения. В других странах традиционно используются другие единицы жесткости, которые можно встретить в инструкциях к бытовой технике, выпущенной в этих странах. Для перевода можно использовать таблицу.

Страна	Единицы измерения	°Ж	°DH	°Clark	°F	ppm
Россия	°Ж	1	2,80	3,51	5,00	50,04
Германия	°DH	0,357	1	1,25	1,78	17,84
Великобритания	°Clark	0,285	0,80	1	1,43	14,3
Франция	°F	0,20	0,56	0,70	1	10
США	ppm	0,02	0,056	0,070	0,10	1

Для облегчения расчетов можно воспользоваться интерактивным калькулятором единиц жесткости .

Приборы для измерения жесткости

Для измерения жесткости воды разработано множество приборов, от бытовых до профессиональных лабораторных. Среди наиболее доступных можно выделить электролизер.

По большому счету это не измерительный прибор, так как он не имеет шкалы и численных результатов не выдает, ориентироваться можно лишь по интенсивности окрашивания воды в процессе работы прибора. Зато он может приблизительно по цвету воды после электролиза показать качественный состав растворенных солей. Такие электролизеры любят использовать аферисты, впаривающие различные «чудо-фильтры» для воды по завышенным ценам.

Более подходящим является прибор TDS-3, продаваемый также под многими другими названиями.

Приобрести его можно в китайских интернет-магазинах по цене около 250 рублей. Прибор, конечно, не эталон точности, но показания его вполне стабильны.

Также иногда в продаже бывают тест-полоски и тест наборы для измерения жесткости.

Чаще всего их можно приобрести в зоомагазинах в отделах аквариумистики и фирмах, торгующих оборудованием для бассейнов. Наборы эти довольно точны и удобны в использовании.

Однако часто никаких специальных приборов и тест-полосок под рукой нет, а измерить жесткость воды, хотя бы приблизительно, необходимо. Как быть?

Как измерить жесткость воды без специальных приборов?

Приблизительно определить жесткость воды можно и подручными средствами. С точки зрения физики, TDS-метр представляет собой обычный прибор для измерения сопротивления воды. Поэтому вместо него можно использовать тестер с функцией измерения сопротивления, что умеет делать любой современный прибор.

Правда, специальные приборы используют для измерения переменный ток, а тестер - постоянный, что вызывает электролизные процессы и снижает точность измерения.

Теперь осталось измерить сопротивление слоя исследуемой воды. Щупы прибора при этом следует расположить так, чтобы расстояние между ними было около 1 см.

Показания прибора могут довольно сильно скакать, постарайтесь определить примерное среднее значение. В моем случае прибор показал около 170 кОм. При этом проводимость составила:

λ = 1 / 170000 * 1000000 = 5.88 мкСм/см

Жесткость воды можно определить по приближенной формуле:

Ж = 0.65 * λ = 0.65 * 5.88 = 3.8 мг/л

Коэффициент 0.65 является усредненным, в зависимости от типа растворенных солей он может колебаться от 0.55 до 0.75. Поэтому более правильным будет сказать, что жесткость исследуемой воды лежит в пределах от 0.55 * 5.88 = 3.2 до 0.75 * 5.88 = 4.4, что опять-таки является неплохим результатом, близким к истинному значению.

Измеренное значение сильно зависит от температуры воды. Самым правильным будет довести температуру исследуемой воды до стандартного значения 20°С. Если же это невозможно, то хотя бы измерить температуру и воспользоваться поправочными коэффициентами:

Температура, °С	Коэффициент
12	1.213
13	1.182
14	1.151
15	1.132
16	1.095
17	1.071
18	1.052
19	1.023
20	1
21	0.979
22	0.958
23	0.937
24	0.919
25	0.901
26	0.840
27	0.810
28	0.79
29	0.77
30	0.75

Например, при температуре воды 25°С корректированная жесткость составит:

Ж = 3.8 * 0.901 = 3.42 мг/л

Этот метод не претендует на какую-либо точность, но вполне позволяет сориентироваться по значению жесткости воды без применения специальных приборов.

Срок службы бытовой техники напрямую зависит от условий эксплуатации. Домашние приборы, работающие с водой хорошего качества прослужат дольше без ремонта. Использование жёсткой воды приводит к образованию накипи внутри бытовой техники, которая затрудняет работу устройств и в дальнейшем приводит к их поломке. Зная как определить жёсткость воды в домашних условиях можно понять насколько комфортно вашим бытовым помощникам. Определив качество воды и приняв меры по её улучшению вы продлите время службы домашних приборов.

Жёсткая вода не только приводит к появлению накипи. Например, результат стирки в машинке также зависит от свойств используемой воды. На упаковках стиральных порошков даже указывается дозировка, исходя из жёсткости воды. В большинстве городов в дома поступает вода средней жёсткости. Этому свидетельствует большая концентрация ионов кальция и магния, которые образуют внутри труб горячего водоснабжения слой накипи.

Свойства воды влияют ещё на качество вкуса приготавливаемых напитков с помощью домашней техники. К примеру, кофе из кофемашины или чай из электрического чайника. В мягкой воде листья чая завариваются быстрее и лучше отдают аромат, чем в жёсткой.

Определения жёсткости воды по внешним признакам

Появления накипи на внутренних деталях и поверхностях бытовой техники - самый явный признак жёсткой воды. Несвоевременная очистка от накипи приведёт к поломке нагревательных элементов в приборах. Наличие известкового налёта на внутренних поверхностях не позволяет точно определить степень жёсткости.

Ориентируясь по внешним характеристикам воды можно определить её жёсткость. Это наиболее простой, поверхностный способ оценки. Жидкость должна:

быть прозрачной;
не содержать осадка;
не иметь постороннего запаха и привкуса.

Прозрачность воды легко определить в домашних условиях таким способом. Налейте в чистую, прозрачную банку воды до уровня 200 мм. Поставьте банку на газету, если текст можно прочесть глядя через банку, то вода считается прозрачной.

Узнать качество воды поможет её запах и вкус. Наличие запаха гнили в воде температурой до 60°С скажет о содержании в ней сероводорода. Определить качество воды по вкусу можно прокипятив и остудив её до 20°С. Если появился сладковатый привкус, то в составе воды есть гипс, горечь означает наличие солей магния, терпкий говорит о содержании солей железа. Привкус гнили означает наличие в воде разложившихся организмов животного или растительного происхождения.

Проверить наличие примесей возможно ещё таким образом. На стекло или другую твёрдую глянцевую поверхность капните водой. Дождитесь полного испарения влаги и посмотрите на поверхность где была капля. Появление развода является признаком воды с большим содержанием примесей. Если никаких пятен на стекле не осталось, то вода нормального качества.

Определить по этим признакам жёсткость воды получиться весьма приблизительно. Для проведения детального анализа можно обратиться к специалистам, которые уполномочены на подобные исследования. Их анализ даст полную картину, того какая вода течёт у вас дома из крана.

Использование специальных приспособлений

Узнать жёсткость воды поможет набор специальных реагентов - «Трилон Б». Он с высоким уровнем точности определит степень жёсткости воды. Тест-набор дополнительно выявит наличие других примесей при их наличии.

Возможно ещё проверить воду специальными экспресс-тестами, которые продаются в зоомагазинах для определения качества воды в аквариумах. Такие тесты доступны и просты в обращении. Полоски из комплекта экспресс-теста достаточно опустить в воду на 3-5 секунд и сравнить результат со значениями приведёнными в инструкции к тесту. Сравнив значения можно определить качество воды и уровень её жёсткости.

Определить жёсткость воды помогут специальные анализаторы - TDS-метры. Использование их в домашних условиях поможет определить следующие показатели воды:

степень жёсткости;
уровень минералов;
количество солей;
степень электропроводности.

TDS-метрами удобно проверить качество работы фильтров и водоочистителей используемых в домашнем хозяйстве.

Тестеры TDS-метры представляют собой электронное устройство определяющее характеристики жидкостей. Точно определить жёсткость воды при помощи TDS-метров не совсем получиться. По показаниям прибора возможно косвенно оценить степень жёсткости. На основе полученных показателей при помощи значений в таблице и формул, которые указаны в инструкции, делаются выводы о характеристиках жидкости.

На показания TDS-метра значительно влияет температура воды, что необходимо учитывать определяя жёсткость. Частая эксплуатация прибора приводит к сульфатации электродов, что способно исказить получаемые значения характеристик жидкости.

Определения жёсткости воды при помощи мыла

Определить жёсткость воды в домашних условиях проще всего хозяйственным мылом. Способ не даст точных показателей жёсткости, но в целом, результата будет достаточно, чтобы сделать вывод о пригодности воды для нормальной эксплуатации бытовой техники и принять меры по её нормализации.

Реализовать способ можно с помощью следующих действий.

Измельчите мыло в количестве одного грамма.
Растворите мыло в небольшом объёме горячей дистиллированной воды. Не допускайте при приготовлении раствора появления мыльной пены.
Налейте раствор в круглый стакан.
В зависимости от процента содержания жирных кислот в мыле, долейте в стакан дистиллированной воды. Если мыло 72%, то добавьте воды до уровня в семь сантиметров, если 60% - шесть сантиметров.
Налейте в литровую банку пол-литра воды, жёсткость которой нужно определить.
Перелейте одновременно помешивая в банку мыльный раствор.

Сперва на поверхности воды будут серые хлопья, а потом образуются мыльные пузыри. Если образовалась устойчивая белая пена, то значит минеральные соли в воде связались. Контролируйте выливаемый мыльный раствор. Изменения уровня оставшегося в стакане раствора определяет уровень жёсткости воды. Чем меньше понадобилось добавлять раствора в банку с водой до появления мыльной пены, тем мягче исследуемая вода. Если вылив весь мыльный раствор из стакана пены не образовалось, значит вода очень жёсткая.

В воде повышенной жёсткости плохо образуется мыльная пена. Вызвано это тем, что ионы кальция и магния превращают мыло в труднорастворимые соли. Плохое образовании пены от мыла и моющих средств свидетельствует о высокой жёсткости воды. Если же мыло трудно смывается, то это говорит о чересчур мягкой воде.

Как вы знаете из школьного курса химии, в обыкновенной воде содержатся ионы кальция и магния. Повышенное содержание ионов Са 2+ и Mg 2+ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.

СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2

MgСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Mg(НСО 3) 2

Этот процесс широко осуществляется в природных условиях, приводя к выносу размываемых известняков в поверхностные воды, а затем – в моря и океаны.

Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов магния и кальция, а также других солей (MgSO 4 , MgCl 2 , CaCl 2).

Общая жесткость = карбонатная (временная) жесткость + некарбонатная (постоянная) жесткость.

В быту любой человек может столкнуться с задачей измерения жесткости воды в домашних условиях. Жесткость отрицательно влияет на качество различных процессов, в которых используется вода с повышенной жесткостью. Чем ниже в воде процент растворенных солей, тем вода мягче и полезнее. Работа посудомоечной машины, количество стирального порошка, качество воды в аквариуме, необходимость установки умягчителя воды и т.д. В общем, целей много.

В России жесткость измеряют в "градусах жесткости" (1°Ж = 1 мг-экв/л = 1/2 моль/м3). За рубежом приняты другие единицы измерения жесткости воды.

Единицы измерения жесткости

1°Ж = 20,04 мг Ca 2+ или 12,15 Mg 2+ в 1 дм 3 воды;
1°DH = 10 мг CaO в 1 дм 3 воды;
1°Clark = 10 мг CaCO 3 в 0,7 дм 3 воды;
1°F = 10 мг CaCO 3 в 1 дм 3 воды;
1 ppm = 1 мг CaCO 3 в 1 дм 3 воды.

По интенсивности образования накипи в чайнике можно сделать определённые выводы: чем больше налета, тем жёстче вода.

Сравнительный качественный вывод о жесткости воды можно осуществить следующим образом. На предметное стекло нанесите по капле дождевой, кипяченой и некипяченой водопроводной воды. После высыхания по интенсивности образовавшихся осадков вы сможете сделать вывод о жесткости вашей воды. Дождевая вода самая мягкая, т.к. в ней практически отсутствуют соли кальция и магния. Осадок после испарения некипяченой воды позволит сделать вывод об общей жесткости, а кипяченой – о временной жесткости.

Но в домашних условиях можно достаточно точно и количественно оценить жесткость воды. Из курса органической химии вы знаете, что хозяйственное мыло, как и любое другое, трудно мылится в жесткой воде. Этот метод основан на том, что как только мыло свяжет избыток солей кальция и магния, появляется мыльная пена. Для определения жесткости воды нужно взвесить один грамм хозяйственного мыла, измельчить его и аккуратно, чтобы не образовалась пена, растворить в небольшом количестве горячей дистиллированной воды. Дистиллированную воду можно купить в аптеках или в автомагазинах. Она используется для добавления в аккумулятор при повышении концентрации электролита.

Далее мыльный раствор наливаем в цилиндрический стакан и доливаем дистиллированной воды до уровня 6 сантиметров, если мыло 60% или до уровня 7 сантиметров, если мыло 72%. Процент содержания мыла указан на бруске. Теперь в каждом сантиметре уровня мыльного раствора содержится количество мыла, способное связать соли жесткости, количество которых соответствует 1°dH в 1 литре воды. Далее в литровую банку наливаем пол-литра исследуемой воды. И непрерывно помешивая, понемногу прибавляем приготовленный мыльный раствор из стакана в банку с исследуемой водой. Поначалу на поверхности будут только серые хлопья. Затем появятся разноцветные мыльные пузыри. Появление устойчивой белой мыльной пены говорит о том, что все соли жесткости в исследуемой воде связаны. Теперь смотрим на наш стакан и определяем, сколько сантиметров раствора нам пришлось вылить из стакана в исследуемую воду. Каждый сантиметр связал в половине литра воды количество солей, соответствующее 2°dH. Таким образом, если вам пришлось до появления пены вылить в воду 4 сантиметра мыльного раствора, то жесткость исследуемой воды равна 8°dH.

Если вы вылили в воду весь мыльный раствор, а пена так и не появилась, это означает, что жесткость исследуемой воды больше 12°dH. В таком случае исследуемую воду разбавляем дистиллированной водой в два раза. И проводим анализ снова. Теперь полученный результат жесткости нужно будет умножить на два. Полученное значение будет соответствовать жесткости исследуемой воды.

По таблице сможете определите качество исследуемой воды:

С точностью до тысячных долей градуса жесткость определить этим методом не удастся, но оценить резкий уход общей жесткости от нормы с точностью 1-2 °dH вполне возможно. Разброс показаний в 1-2 градуса вполне приемлем. Учитывая простоту и доступность метода, он, безусловно, может быть с успехом применен.

С помощью этого метода можно в полевых условиях оценить жесткость воды из различных водных источников и выполнить интересную проектно-исследовательскую работу.

Источники:

1Рудзитис Г.Е. Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе (DVD) : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, 2013. - 224 с.: ил.