1. Жёсткость воды, причины и способы устранения

Природная вода, содержащая большое количество растворённых солей кальция и магния, называется жёсткой водой. Это название возникло из-за того, что выстиранные в такой воде ткани становились грубыми из-за впитавшихся в них веществ.

 

Жёсткая вода характеризуется особыми свойствами, затрудняющими её использование в быту и в промышленных процессах. Жёсткая вода создаёт много проблем, главная из которых — образование осадка на стенках водопроводных труб, котлов, в стиральных машинах. В ней плохо пенится мыло. От жёсткой воды после высыхания на поверхностях предметов остаётся налёт. Этот налёт хорошо заметен на стенках душевых кабин, ванн, на кранах и других предметах.

 

 

Особенно вреден известковый осадок для стиральных машин, водопроводных труб, промышленных котлов. Он ускоряет коррозию, быстро выводит машины из строя, требует постоянных расходов на ремонт и восстановление разрушенных деталей.

 

 

Жёсткая вода сушит кожу. Употребление такой воды для питья и приготовления пищи плохо сказывается на здоровье и способствует развитию заболеваний суставов, органов выделения, сердечно-сосудистой системы.

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жёсткость.

 

Временная жёсткость обусловлена повышенным содержанием в воде гидрокарбонатов магния и кальция ${\mathit{Mg}({\mathit{HCO}}_3)}_2$, ${\mathit{Ca}({\mathit{HCO}}_3)}_2$. При кипячении эти соли разлагаются и вода смягчается:

 

 

Для устранения карбонатной жёсткости в промышленных масштабах используют гашёную известь ${\mathit{Ca}(\mathit{OH})}_2$. При её добавлении ионы кальция и магния переходят в нерастворимые вещества — карбонат кальция и гидроксид магния:

 

 

 

Постоянная жёсткость связана с наличием в воде хлоридов и сульфатов: ${\mathit{MgCl}}_2$, ${\mathit{CaCl}}_2$, ${\mathit{MgSO}}_4$, ${\mathit{CaSO}}_4$. Кипячение в этом случае не помогает. Смягчить воду можно, добавляя вещества, связывающие ионы кальция и магния в осадки. Для этих целей используют соду ${\mathit{Na}}_2{\mathit{CO}}_3$ или фосфат натрия ${\mathit{Na}}_3{\mathit{PO}}_4$:

 

 

 

Карбонат и фосфат натрия снижают также и карбонатную жёсткость.

 

В промышленности и в бытовых фильтрах для смягчения воды используют ионообменные смолы (иониты). Это полимеры, при пропускании через которые жёсткой воды происходит поглощение ионов кальция и магния, а также выделение ионов натрия или калия.