IMPIANTI DI ADDOLCITORI

La durezza generale dell'acqua è dovuta alla presenza di ioni calcio (Ca 2+) e magnesio (Mg 2+), meno spesso stronzio, presenti sotto forma di vari sali, ad esempio bicarbonati, carbonati, solfati, cloruri, ecc. Durezza carbonatica (o temporanea) dell'acqua dovuta alla presenza di bicarbonati di calcio e magnesio nell'acqua. I bicarbonati di questi metalli sono instabili e, nel tempo, vengono convertiti in composti carbonatici insolubili in acqua che precipitano. Il processo di estrazione dei sali di durezza dall'acqua è chiamato addolcimento. La presenza di sali di durezza nell'acqua porta al guasto prematuro dei dispositivi idraulici e dei dispositivi di riscaldamento, all'aumento del consumo di carburante, risorse energetiche e detergenti e ad un effetto negativo sulla pelle umana.

Nel sistema internazionale di unità (SI), la durezza viene solitamente misurata in mol / m 3, tuttavia, in pratica è più conveniente utilizzare unità come mmol / dm 3 o meq / l:

1 mol / m 3 \u003d 1 mmol / dm 3 \u003d 1 mg-equiv / l \u003d 1000 μg-equiv / kg

A seconda del tipo di ioni con cui vengono scambiati gli ioni di durezza, i processi di addolcimento si dividono in cationizzazione H + - e Na + - o loro combinazione (parallela o sequenziale). Nel caso della cationizzazione H + - la durezza, la salinità e l'alcalinità dell'acqua addolcita diminuiscono, ma l'acidità aumenta notevolmente; con la cationizzazione Na+ - la durezza diminuisce, ma la salinità e l'alcalinità dell'acqua trattata aumentano leggermente. È da sottolineare che il processo di cationizzazione del Na+- è tecnicamente più semplice, economico ed ecologico; La cationizzazione H + - viene utilizzata in casi speciali.

Le resine a scambio ionico sono caratterizzate dai concetti di capacità di scambio completa, dinamica e funzionante. Per capacità di scambio totale (POE) si intende il numero totale di gruppi funzionali attivi della resina scambiatrice di cationi (scambiatore cationico), che è definita come la massa equivalente di cationi di sali di durezza, che un certo volume di resina pari a 1 l (capacità di scambio specifica) è teoricamente in grado di assorbire. La capacità specifica è espressa in grammi equivalenti per litro di resina a scambio ionico - 1 g-eq/l. La capacità di scambio specifica della resina, moltiplicata per il volume della resina, è la capacità di scambio calcolata dell'HVR.

La capacità di scambio totale è un valore costante che caratterizza questo particolare tipo di resina a scambio ionico. Le differenze rispetto ai dati del passaporto possono essere associate a processi di invecchiamento, condizioni di conservazione, esposizione a determinati fattori fisici o chimici (ad esempio, temperatura o assorbimento irreversibile (avvelenamento) di materia organica, ferro, distruzione da parte di agenti ossidanti (cloro)). In condizioni reali, la capacità di scambio dello scambiatore cationico è inferiore a quella piena a causa dell'influenza di vari fattori associati alle condizioni operative: concentrazione del rigenerante (riducente), quantità di rigenerante per unità di volume di resina, progettazione degli impianti, il tempo di contatto del rigenerante con la resina, ecc. La capacità di scambio della resina determinata in condizioni operative effettive dal valore ripristinato fino al momento in cui non si verificano cambiamenti nella durezza dell'acqua sorgente e addolcita caratterizza la capacità di scambio dinamico (DOE) e fino al superamento del valore di durezza consentito specificato dall'utente , la capacità di scambio lavorativo (ROE).

Il funzionamento dell'impianto di addolcimento si basa sul principio dello scambio ionico di sali duri di calcio, magnesio (a volte stronzio) con sali di sodio più morbidi (o ioni idrogeno). Insieme all'acqua, gli ioni della durezza entrano nella colonna dell'addolcitore, dove è presente uno strato di resina a scambio cationico. Il mezzo di lavoro dell'addolcitore è una resina a scambio ionico in forma H + - o Na + -, adatta per la preparazione di acqua potabile o di processo. Quando l'acqua passa attraverso lo strato di resina, gli ioni della durezza sostituiscono gli ioni di sodio (idrogeno) nell'addolcitore. Ciò continua finché la resina a scambio cationico non ha esaurito le sue risorse. In questo caso, l'addolcitore deve essere ripristinato (rigenerato) con un reagente, dopodiché il sistema viene rimesso in modalità operativa. La rigenerazione della capacità operativa avviene trattando lo scambiatore cationico con una soluzione al 3-8% di acido cloridrico o solforico (in più fasi) per lo scambiatore cationico H e una soluzione di NaCl all'8-10% di classe di purezza extra per il catione Na scambiatore. Il processo di preparazione della soluzione e di rigenerazione dello scambiatore cationico è completamente automatizzato. Il rigenerante viene posto in uno speciale serbatoio reagente collegato al sistema di iniezione della valvola. La frequenza della rigenerazione dipende dalla durezza dell'acqua di fonte, dalla sua portata e dal volume dello scambiatore cationico.

Esistono i seguenti tipi di addolcitori:

1. Installazioni intermittenti. Sono costituiti da una colonna e una valvola di controllo. Quando la risorsa dell'unità è esaurita, entra in modalità rigenerazione, quindi in modalità operativa. Suddiviso in:

• installazioni temporizzate. Il ciclo di lavoro è determinato rigorosamente dal tempo.
• impianti controllati da un sensore di flusso. Il ciclo di lavoro è determinato dal consumo di acqua.

1. Piante continue. Il funzionamento di queste unità è controllato da un controller che include un microprocessore e un sensore del flusso d'acqua. A seconda della durezza dell'acqua e della portata, nonché della quantità di cationite nell'unità, il microprocessore calcola il tempo necessario affinché le unità entrino in modalità di rigenerazione e possono essere consentite diverse rigenerazioni al giorno. Vengono programmate anche la durata dei cicli di rigenerazione, la capacità di riserva dello scambiatore cationico, ecc. Il controller ha ottime capacità di risoluzione dei problemi.

Impostazioni suddiviso in:

• Impianti con funzionamento alternato. L'impianto è composto da due colonne e una o due valvole di regolazione. Quando la risorsa di una delle colonne è esaurita, entra in modalità rigenerazione, quindi in modalità standby. L'altra colonna, che contemporaneamente era in modalità standby, passa automaticamente alla modalità operativa.
• Impianti con funzionamento in parallelo. L'impianto è composto da due colonne e due valvole di regolazione. Le colonne funzionano in modalità parallela. Quando la risorsa di una delle colonne è esaurita, entra in modalità rigenerazione, quindi in modalità operativa. L'altra colonna, che contemporaneamente era in modalità operativa, passa automaticamente alla modalità di rigenerazione e quindi alla modalità operativa.

La valvola di controllo è progettata per commutare automaticamente le valvole che regolano il flusso dell'acqua nell'impianto in varie modalità operative, dall'inizio della rigenerazione all'uscita dell'impianto in modalità operativa. Le custodie per ammorbidenti realizzate in polietilene e rinforzate con fibra di vetro resistono a pressioni fino a 8 atm. Il serbatoio della salamoia è realizzato in plastica durevole e resistente al sale. Tutti i materiali utilizzati per la fabbricazione di alloggiamenti, serbatoi e pozzetti per valvole non emettono sostanze nocive e sono approvati dai servizi sanitari ed epidemiologici per l'uso nella produzione alimentare.

"Acqua dura- uno dei problemi più comuni, sia nelle case di campagna con approvvigionamento idrico autonomo, sia negli appartamenti cittadini con approvvigionamento idrico centralizzato. Il grado di durezza dipende dalla presenza di sali di calcio e magnesio (sali della durezza) nell'acqua e si misura in milligrammi equivalenti per litro (mg-eq/l). Secondo la classificazione americana (per l'acqua potabile), con un contenuto di durezza inferiore a 2 mg-eq/l, l'acqua è considerata “dolce”, da 2 a 4 mg-eq/l - normale (ripetiamo, per scopi alimentari !), da 4 a 6 mg -eq/l - duro e oltre 6 mg-eq/l - molto duro.

Per molte applicazioni la durezza dell'acqua non gioca un ruolo significativo (ad esempio per spegnere incendi, irrigare il giardino, pulire strade e marciapiedi). Ma in alcuni casi la rigidità può creare problemi. Quando si fa il bagno, si lavano i piatti, si fa il bucato, si lava l'auto, l'acqua dura è molto meno efficace dell'acqua dolce. Ed ecco perché:

Quando si utilizza acqua dolce si consuma 2 volte meno detersivo;

L'acqua dura, interagendo con il sapone, forma “scorie di sapone” che non vengono lavate via con acqua e lasciano macchie antipatiche su piatti e superfici idrauliche; Inoltre, le "scorie di sapone" non vengono lavate via dalla superficie della pelle umana, ostruendo i pori e coprendo tutti i peli del corpo, il che può causare eruzioni cutanee, irritazione, prurito;

Quando l'acqua viene riscaldata, i sali di durezza in essa contenuti cristallizzano cadendo sotto forma di incrostazioni. Il calcare è la causa del 90% dei guasti nelle apparecchiature di riscaldamento dell'acqua. Pertanto, l'acqua riscaldata in caldaie, caldaie, ecc., è soggetta a requisiti di durezza di un ordine di grandezza più rigorosi;

In molti processi industriali, i sali di durezza possono reagire chimicamente per formare intermedi indesiderati.

Il concetto di rigidità

La durezza dell'acqua è solitamente associata ai cationi di calcio (Ca 2+) e, in misura minore, al magnesio (Mg 2+). In effetti, tutti i cationi bivalenti influenzano in una certa misura la durezza. Interagiscono con gli anioni formando composti (sali della durezza) capaci di precipitare. I cationi monovalenti (ad esempio sodio Na+) non hanno questa proprietà.

In questa tabella sono elencati i principali cationi metallici che causano durezza e i principali anioni ai quali sono associati.

In pratica, lo stronzio, il ferro e il manganese hanno un effetto così piccolo sulla rigidità che di solito vengono trascurati. Anche l'alluminio (Al3+) e il ferro ferrico (Fe3+) contribuiscono alla durezza, ma ai livelli di pH presenti nelle acque naturali, la loro solubilità, e quindi il "contributo" alla durezza, è trascurabile. Allo stesso modo non viene preso in considerazione l'effetto insignificante del bario (Ba2+).

Tipi di rigidità

Durezza generale.È determinato dalla concentrazione totale di ioni calcio e magnesio. È la somma della durezza carbonatica (temporanea) e non carbonatica (permanente).

durezza carbonatica.È causata dalla presenza di bicarbonati e carbonati (a pH >8,3) di calcio e magnesio nell'acqua. Questo tipo di durezza viene quasi completamente eliminata quando l'acqua viene bollita e viene quindi chiamata durezza temporanea. Quando l'acqua viene riscaldata, i bicarbonati si decompongono con formazione di acido carbonico e precipitazione di carbonato di calcio e idrossido di magnesio.

durezza non carbonatica.È causato dalla presenza di sali di calcio e magnesio degli acidi forti (solforico, nitrico, cloridrico) e non viene eliminato mediante ebollizione (durezza costante).

Unità

Nella pratica mondiale vengono utilizzate diverse unità di misura della rigidità, tutte in un certo modo correlate tra loro. In Russia, il Gosstandart fissa la mole per metro cubo (mol/m3) come unità di durezza dell'acqua.

Una mole per metro cubo corrisponde ad una concentrazione in massa di equivalenti di ioni calcio (1/2 Ca2+) 20,04 g/m3 e ioni magnesio (1/2Mg2+) 12,153 g/m3. Il valore numerico della durezza, espresso in moli per metro cubo, è uguale al valore numerico della durezza, espresso in milliequivalenti per litro (o decimetro cubo), cioè 1mol/m3=1mmol/l=1mg-eq/l=1mg-eq/dm3.

Inoltre, all'estero sono ampiamente utilizzate unità di durezza come i gradi tedeschi (do, dH), i gradi francesi (fo), i gradi americani, ppm CaCO3.

Il rapporto tra queste unità di rigidezza è presentato nella tabella seguente:

Nota: un grado tedesco corrisponde a 10 mg/dm3 CaO o 17,86 mg/dm3 CaCO3 in acqua. Un grado francese corrisponde a 10 mg/dm3 CaCO3 in acqua. Un grado americano corrisponde a 1 mg/dm3 di CaCO3 nell'acqua.

Origine della rigidezza

Ioni di calcio (Ca2+) e magnesio (Mg2+), così come altri metalli alcalino terrosi che causano durezza, sono presenti in tutte le acque mineralizzate. La loro fonte sono depositi naturali di calcare, gesso e dolomite. Gli ioni di calcio e magnesio entrano nell'acqua a seguito dell'interazione dell'anidride carbonica disciolta con minerali e altri processi di dissoluzione e alterazione chimica delle rocce. Come fonte di questi ioni possono servire anche i processi microbiologici che si verificano nei suoli del bacino idrografico, nei sedimenti del fondo e nelle acque reflue di varie imprese.

La durezza dell'acqua varia ampiamente ed esistono molti tipi di classificazioni dell'acqua in base al grado di durezza.

Solitamente nelle acque poco mineralizzate prevale la durezza dovuta agli ioni calcio (fino al 70%-80%) (anche se in alcuni rari casi la durezza del magnesio può raggiungere il 50-60%). Con l'aumentare del grado di mineralizzazione dell'acqua, il contenuto di ioni calcio (Ca2+) diminuisce rapidamente e raramente supera 1 g/l. Il contenuto di ioni magnesio (Mg2+) nelle acque altamente mineralizzate può raggiungere diversi grammi e nei laghi salati - decine di grammi per litro d'acqua.

In generale, la durezza dell’acqua superficiale è generalmente inferiore alla durezza dell’acqua sotterranea. La durezza delle acque superficiali è soggetta a notevoli fluttuazioni stagionali, raggiungendo solitamente il valore massimo alla fine dell'inverno e il valore minimo durante il periodo delle piene, quando viene abbondantemente diluito con piogge deboli e acqua di disgelo. L’acqua del mare e dell’oceano ha una durezza molto elevata (decine e centinaia di meq/dm3)

Influenza della rigidità

Dal punto di vista dell'uso dell'acqua potabile, la sua accettabilità in termini di durezza può variare in modo significativo a seconda delle condizioni locali. La soglia del gusto per lo ione calcio è (in termini di mg equivalenti) nell'intervallo di 2-6 meq/l, a seconda dell'anione corrispondente, e la soglia del gusto per il magnesio è ancora più bassa. In alcuni casi, i consumatori accettano acqua con una durezza superiore a 10 meq/l. L'elevata durezza peggiora le proprietà organolettiche dell'acqua, conferendole un sapore amaro e avendo un effetto negativo sugli organi digestivi.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità non offre alcuna durezza consigliata per motivi di salute. I materiali dell’OMS affermano che, sebbene numerosi studi abbiano riscontrato una relazione statisticamente inversa tra la durezza dell’acqua potabile e le malattie cardiovascolari, i dati disponibili non sono sufficienti per concludere che questa relazione sia causale. Allo stesso modo, non è stato dimostrato inequivocabilmente che l’acqua dolce abbia un effetto negativo sull’equilibrio dei minerali nel corpo umano.

Tuttavia, a seconda del pH e dell'alcalinità, l'acqua con una durezza superiore a 4 mEq/L può causare depositi di scorie e incrostazioni (carbonato di calcio) nel sistema di distribuzione, soprattutto se riscaldata. Ecco perché le norme della Vigilanza Caldaie introducono requisiti molto severi per la durezza dell'acqua utilizzata per alimentare le caldaie (0,05-0,1 mg-eq / l).

Inoltre, quando i sali di durezza interagiscono con i detergenti (sapone, detersivi, shampoo), si formano "scorie di sapone" sotto forma di schiuma. Ciò porta non solo a un notevole spreco di detersivi. Dopo l'essiccazione, tale schiuma rimane sotto forma di placca sugli impianti idraulici, sulla biancheria intima, sulla pelle umana e sui capelli (la sgradevole sensazione di capelli "duri" è ben nota a molti). Il principale effetto negativo di queste tossine su una persona è che distruggono il film grasso naturale, che è sempre coperto dalla pelle normale e ne ostruiscono i pori. Un segno di un impatto così negativo è il caratteristico "scricchiolio" della pelle o dei capelli lavati in modo pulito. Si scopre che la fastidiosa sensazione di "sapone" che alcune persone provano dopo aver usato acqua dolce è un segno che la pellicola protettiva di grasso sulla pelle è sana e salva. È lei che scivola. Altrimenti, dovrai spendere soldi in lozioni, creme emollienti e idratanti e altri trucchi per ripristinare la protezione della pelle che Madre Natura ci ha già fornito.

Allo stesso tempo, è necessario menzionare l’altra faccia della medaglia. L'acqua dolce con una durezza inferiore a 2 meq/l ha una bassa capacità tampone (alcalinità) e può, a seconda del livello di pH e di una serie di altri fattori, avere un maggiore effetto corrosivo sui tubi dell'acqua. Pertanto, in numerose applicazioni (soprattutto nell'ingegneria termica), è talvolta necessario effettuare un trattamento speciale dell'acqua per ottenere un rapporto ottimale tra la durezza dell'acqua e la sua corrosività.

La durezza dell'acqua è una proprietà dovuta alla presenza di sali disciolti nell'acqua, principalmente calcio e magnesio. La durezza dell'acqua è divisa in carbonatica (presenza di bicarbonati di magnesio e calcio in essa contenuti) e non carbonatica (presenza di sali di acidi forti - cloruri o solfati di calcio e magnesio). La somma della durezza carbonatica e non carbonatica determina la durezza totale.

La durezza carbonatica è chiamata temporanea, poiché con l'ebollizione prolungata di tale acqua, i bicarbonati si decompongono con la formazione di un precipitato di carbonato di calcio e il rilascio di anidride carbonica:

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

Mg (HCO 3) 2 \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2CO 2

La durezza dell'acqua, dovuta alla presenza di solfati di magnesio e calcio, è detta costante. Può essere eliminato solo chimicamente:

CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4.

Attualmente, per eliminare la rigidità, vengono utilizzate anche resine a scambio ionico.

Modi per eliminare la durezza dell'acqua

I sali di calcio e magnesio sono sciolti in acqua naturale. Questi sono idrocarburi e solfati. Mostreremo due metodi per la precipitazione degli idrocarbonati per ridurre la durezza dell'acqua. Il primo modo è bollire. L'ebollizione* converte gli idrocarburi solubili in carbonati insolubili e la durezza dell'acqua diminuisce.

CONa(HCO 3 ) 2 = CaCOCO 3 ↓+H 2 O+CO 2

Il secondo modo è aggiungere acqua di calce. Quando si aggiunge acqua di calce, i bicarbonati si trasformano in carbonati e l'acqua diventa più morbida.

CONa(HCO 3 ) 2 +Ca(OH) 2 = CaCOCO 3 ↓+2 ore 2 O

Ma la durezza dell’acqua dipende anche dai solfati di calcio e magnesio. I solfati di calcio e magnesio possono essere rimossi con carbonato di sodio. Quando viene aggiunto carbonato di sodio, i solfati vengono convertiti in carbonati insolubili di calcio e magnesio.

CaSO 4 +No 2 CO 3 = CaCOCO 3 ↓+ Na 2 COSÌ 4

Addolcimento dell'acqua

La rimozione dei sali di durezza dall'acqua, cioè il suo addolcimento, deve essere effettuata per alimentare gli impianti di caldaie e la durezza dell'acqua per caldaie a media e bassa pressione non deve essere superiore a 0,3 mg-eq / l. L'addolcimento dell'acqua è necessario anche per industrie come quella tessile, della carta, chimica, dove l'acqua non deve avere una durezza superiore a 0,7 -1,0 mg-eq / l. È consigliabile anche l'addolcimento dell'acqua per uso domestico e potabile, soprattutto se supera i 7 mg-eq/l. Vengono utilizzati i seguenti metodi principali di addolcimento dell'acqua:

metodo dei reagenti - introducendo reagenti che promuovono la formazione di composti di calcio e magnesio scarsamente solubili e la loro precipitazione;

metodo cationico, in cui l'acqua addolcita viene filtrata attraverso sostanze che hanno la capacità di scambiare i cationi (sodio o idrogeno) in esse contenuti con cationi di calcio e magnesio, sali disciolti nell'acqua. E come risultato dello scambio, gli ioni calcio e magnesio vengono trattenuti e si formano sali di sodio che non conferiscono durezza all'acqua;

metodo termico, che consiste nel riscaldare l'acqua ad una temperatura superiore a 100°, mentre i sali della durezza carbonatica vengono rimossi quasi completamente.

Spesso i metodi di ammorbidimento vengono utilizzati in combinazione. Ad esempio, alcuni sali di durezza vengono rimossi mediante il metodo dei reagenti e il resto mediante scambio cationico. Tra i metodi con reagenti, il metodo di addolcimento con calce sodata è il più comune. La sua essenza si riduce ad ottenere, al posto dei sali di Ca Mg disciolti in acqua, sali insolubili di CaCO3 e Mg (OH) 2 che precipitano. Entrambi i reagenti - soda Na2CO3 e calce Ca(OH)2 - vengono introdotti nell'acqua addolcita contemporaneamente o alternativamente. Sali di carbonato, durezza temporanea vengono rimossi con calce, non carbonatici, durezza costante - soda. Le reazioni chimiche durante la rimozione della durezza carbonatica procedono come segue:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O

L'ossido di magnesio idrato Mg(OH)2 coagula e precipita. Per eliminare la durezza non carbonatica, nell'acqua addolcita viene introdotto Na2CO3. Le reazioni chimiche durante la rimozione della durezza non carbonatica sono le seguenti:

Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3 + Na2SO4;

Na2CO3 + CaC12 = CaCO3 + 2NaCl.

Come risultato della reazione si ottiene carbonato di calcio, che precipita. I reagenti utilizzati nel trattamento dell'acqua vengono introdotti nell'acqua nei seguenti luoghi:

a) cloro (con clorazione preliminare) - nelle tubazioni di aspirazione della stazione di pompaggio del primo ascensore o nei condotti che forniscono acqua alla stazione di trattamento;

b) coagulante - nella tubazione prima del mixer o nel mixer;

c) calce per alcalinizzazione durante la coagulazione - contemporaneamente al coagulante;

d) carbone attivo per rimuovere odori e sapori nell'acqua fino a 5 mg/l - prima dei filtri. A dosi elevate, il carbone deve essere introdotto nella stazione di pompaggio del primo ascensore o contemporaneamente al coagulante nel miscelatore dell'impianto di trattamento delle acque, ma non prima di 10 minuti dopo l'introduzione del cloro;

e) il cloro e l'ammoniaca per la disinfezione dell'acqua vengono introdotti negli impianti di trattamento e nell'acqua filtrata. In presenza di fenoli nell'acqua è opportuno introdurre ammoniaca sia durante la clorazione preliminare che finale.

Tipi speciali di purificazione e trattamento dell'acqua comprendono la desalinizzazione, la desalinizzazione, la rimozione del ferro, la rimozione dei gas disciolti dall'acqua e la stabilizzazione.

Parametri dell'acqua dell'acquario

Una delle componenti più importanti del mondo dell'acquario è l'acqua come habitat per pesci e piante d'acquario.
I parametri dell'acqua dell'acquario, le sue caratteristiche influenzano direttamente il benessere dei vostri animali domestici e le condizioni delle piante. Non è un segreto che l'acqua sporca e fangosa uccida i pesci, rovini l'aspetto dell'acquario, tuttavia, l'acqua limpida non sempre significa che la sua composizione sia ideale.

I principali parametri e indicatori della qualità dell'acqua dell'acquario sono:

Durezza dell'acqua dell'acquario (hD);

Indicatore dell'idrogeno dell'acqua "Acidità dell'acqua dell'acquario" (pH);

Potenziale redox (rH);

DUREZZA DELL'ACQUA DELL'ACQUARIO (hD) - a causa della presenza nell'acqua di carbonati - sali di calcio e magnesio: bicarbonati CaCO3 e CaCO3 Ca (HCO3) 2 e Mg (HCO3) 2, solfati CaSO4 e MgSO4, cloruri CaCl2 e MgCl2. . La loro concentrazione nell'acqua dell'acquario è la DUREZZA TOTALE, che può essere divisa in TEMPORANEA (KH) e PERMANENTE (GH).

Durezza temporanea dell'acqua dell'acquario (KN)è la concentrazione dei sali bicarbonati di calcio e magnesio. Questa durezza può cambiare durante il giorno. Ad esempio, durante il giorno, le piante dell'acquario assorbono l'anidride carbonica che si accumula nell'acqua durante la fotosintesi. Se non c'è abbastanza anidride carbonica per il consumo da parte delle piante, inizieranno a sintetizzare il carbonio dalla composizione dei bicarbonati, a seguito della quale aumenterà la durezza temporanea dell'acqua.

Durezza permanente dell'acqua dell'acquario (GH)- questa è la quantità di solfati disciolti, cloruri e alcuni altri sali di calcio e magnesio. Quando tale acqua viene bollita, le concentrazioni di questi cationi e anioni praticamente non cambiano, da qui il nome "durezza costante".

La durezza dell'acqua è fondamentale per la vita del mondo acquariofilo. In primo luogo, i sali di calcio e magnesio vengono utilizzati nella costruzione dello scheletro e influenzano la costruzione dell'intero corpo del pesce. Per i diversi tipi di pesci d'acquario, gli indicatori di durezza dell'acqua sono diversi e il loro mancato rispetto può portare a un deterioramento del benessere dei pesci, a una violazione della funzione riproduttiva e della fecondazione delle uova.

La durezza totale dell'acqua dell'acquario viene misurata in gradi tedeschi (hD). 1° hD corrisponde a 10 mg di ossido di calcio in 1 litro di acqua.

Acqua dell'acquario con parametri di durezza:

da 1 a 4° hD - è considerato molto morbido;

da 4 a 8°hD - è considerato morbido;

da 8 a 12°hD - durezza media;

da 12 a 30° hD - è considerato molto duro;

La maggior parte dei pesci d'acquario si sentono a proprio agio con una durezza compresa tra 3 e 15° hD.

Come cambiare la durezza dell'acqua dell'acquario:

1.) Aumento della rigidità.

La durezza del KH può essere aumentata aggiungendo 1 cucchiaino di bicarbonato di sodio ogni 50 litri, che aumenterà le letture di 4°dKH.

2 cucchiaini di carbonato di calcio per 50 litri di acqua aumenteranno sia il KH che il GH di 4 gradi.

Un'altra misura per un aumento graduale della durezza dell'acqua è quella di spargere e decorare l'acquario con conchiglie.

2.) Ridurre la rigidità (qui è più complicato):

Utilizzare / aggiungere acqua distillata, venduta nei negozi;

Utilizzare/aggiungere pioggia, neve, acqua di fusione dal frigorifero (deve essere pulita, senza torbidità e impurità).

Filtrare l'acqua attraverso un filtro osmotico;

Filtra l'acqua attraverso la torba (la torba viene aggiunta al filtro) o in un contenitore dove l'acqua si deposita;

La durezza del KH viene ridotta facendo bollire l'acqua in una ciotola smaltata per 1 ora, seguita da un riposo per un giorno;

Le piante a crescita rapida sono addolcitori naturali dell'acqua: elodea, hornwort, nias, vallisneria.

COME MISURARE la durezza totale dell'acqua dell'acquario a casa senza particolari attrezzature e preparati (titolazione del campione con acqua saponata):

La particolarità di questo metodo è che 10 mg di ossido di calcio in 1 litro di acqua vengono neutralizzati di 0,1 g. sapone puro.

1. Prendi il 60-72% di sapone da bucato, sbriciolalo.

2. L'acqua (distillata, neve, acqua scongelata dal frigorifero) viene versata in un misurino (o altro recipiente di misurazione) - quindi distillata.

3. Le briciole di sapone (contate in grammi) vengono aggiunte all'acqua in modo che sia possibile calcolare la porzione di sapone nella soluzione risultante.

4. Versare 0,5 litri dell'acqua dell'acquario testata in un altro piatto e aggiungere gradualmente porzioni della soluzione di sapone (0,1 g ciascuna), agitare.

Inizialmente, sulla superficie dell'acqua appariranno scaglie bluastre e bolle che scompariranno rapidamente. Aggiungendo gradualmente porzioni della soluzione di sapone, aspettiamo che tutto l'ossido di calcio e magnesio si leghi: sulla superficie dell'acqua appariranno bolle di sapone stabili con un caratteristico trabocco iridescente.

Questa esperienza è finita. Ora contiamo il numero di porzioni di sapone esaurito, moltiplicandole per due (l'acqua dell'acquario era 0,5 l, non 1 l.). Il numero risultante sarà la durezza dell'acqua dell'acquario in gradi. Ad esempio, 5 saponi*2= 10° hD.

Con un'attenta sperimentazione l'errore può essere + -1°hD.

Quando si ottiene un risultato di durezza superiore a 12° hD, la precisione della misurazione diminuisce, si consiglia di condurre un esperimento diluendo nuovamente l'acqua dell'acquario del 50% con distillato, raddoppiando il risultato.

Indice di idrogeno dell'acqua o "acidità dell'acqua dell'acquario" (pH dell'acqua dell'acquario) determina la reazione neutra, acida e alcalina dell'acqua ad una certa concentrazione di ioni idrogeno.

Nell'acqua chimicamente pura si verifica la dissociazione elettrolitica: la decomposizione delle molecole in ioni idrogeno (H +) e ioni idrossile (OH-), il cui numero in essa a una temperatura di 25 ° C è sempre lo stesso e pari a 10- 7 g*ione/l. Tale acqua ha una reazione neutra. Il logaritmo negativo della concentrazione degli ioni idrogeno viene convenzionalmente utilizzato per indicare il valore del pH ed in questo caso è pari a 7. Se nell'acqua sono presenti acidi (non acqua chimicamente pura), il numero di ioni idrogeno sarà maggiore di quello ossidrile - l'acqua diventa acida con un pH digitale più basso. Al contrario, nell’acqua alcalina, predomineranno gli ioni idrossido e il pH aumenterà.

Acqua dell'acquario con parametri pH:

Da 1 a 3 è detto/considerato fortemente acido;

Da 3-5 acido;

Da 5-6 leggermente acido;

7 neutro;

7-8 leggermente alcalino;

10-14 fortemente alcalino;

I parametri del pH possono cambiare durante il giorno, a causa della concentrazione variabile di anidride carbonica nell'acqua dell'acquario, che a sua volta viene stabilizzata mediante un'aerazione costante.

Forti fluttuazioni dei valori del pH sono dannose e dolorose per i pesci e le piante dell'acquario. La maggior parte dei pesci d'acquario preferisce un pH compreso tra 5,5 e 7,5.

Come modificare il pH dell'acqua dell'acquario:

Se è necessario abbassare il valore del pH, acidificare l'acqua con infuso di torba (o con appositi preparati del negozio di animali);

Se è necessario aumentare il pH (aumentare l'alcalinità) - utilizzare bicarbonato di sodio;

Misurare il pH dell'acqua dell'acquario:

1. Molti negozi di animali vendono tester (cartine al tornasole con fenolftaleina). Infatti, seguendo le istruzioni riportate sulla confezione, è possibile determinare i parametri del pH sulla bilancia.

2. Ci sono offerte speciali. strumento di misura - PiAshmetr. Non viene utilizzato per gli acquari domestici (costano, e perché no). Dopotutto, la cosa principale non è la misurazione frequente dei parametri pH, ma le condizioni per l'allevamento dei pesci e dell'acquario. In un acquario ben curato, non sovraffollato, non sovraffollato e con aerazione, il pH sarà sempre normale e non è necessario misurarlo spesso.

Potenziale redox (rH dell'acqua, ORP dell'acqua).

L'essenza del processo redox nell'acqua dell'acquario è che tutte le sostanze in esso contenute reagiscono tra loro. In questo caso, una sostanza cede i suoi elettroni e si carica positivamente (ossidata), mentre l'altra acquista elettroni e si carica negativamente (recuperata). Di conseguenza, si verifica una differenza nei potenziali elettrici tra sostanze con scariche diverse. In poche parole: l'ossidazione è la reazione di combinazione dei nitriti con l'ossigeno, mentre la riduzione è l'opposto, la scomposizione dei nitriti con il rilascio di ossigeno.

Il massimo potenziale di ossidazione dell'acqua è 42rH.

Opzioni:

rH 40-42 - massima ossidazione (ossigeno puro);

rH 35 - forte ossidazione;

rH 30 - leggera ossidazione;

rH 25 - ossidazione debole;

UR 20 - recupero debole;

UR 15 - leggero recupero;

UR 10 - forte ripresa;

rH 5-0 - massimo recupero (idrogeno puro);

Quasi tutti i pesci e le piante dell'acquario si sentono a proprio agio con un'umidità relativa compresa tra 25 e 35. Alcune specie preferiscono parametri più ristretti di questo valore.

L'UR viene misurata con appositi misuratori.

Aumentare l'UR dell'acqua mediante cambi d'acqua regolari, manutenzione - pulizia dell'acquario, nonché soffiando aria e utilizzando l'ozono.

COSÌ:

Abbiamo appreso i principali parametri dell'acqua dell'acquario, la cui osservanza sarà una garanzia incondizionata della salute dei pesci e della bellezza delle piante.

Esistono altri valori/parametri che caratterizzano l'acqua dell'acquario. Tuttavia, non sono significativi quanto hD e pH. Per mantenere un acquario in casa semplicemente non è necessario conoscerli e monitorarli. Come disse Sherlock Holmes: "... una persona intelligente seleziona attentamente ciò che mette nella soffitta del suo cervello".

I PARAMETRI OTTIMALI DELL'ACQUA DELL'ACQUARIO (hD dell'acqua, pH dell'acqua, Redox dell'acqua) VENGONO FREQUENTEMENTE RAGGIUNTI CON LA CURA BANALE DELL'ACQUARIO E IL RISPETTO DELLE REGOLE DI MANTENIMENTO DEI SUOI ​​ABITANTI: non fare dell'acquario un ostello, non sovraccaricare con le piante, fornire aerazione e filtrazione costanti, effettuare cambi regolari di acqua fresca.

Questa è l'acqua in cui sono presenti grandi quantità di sali disciolti, metalli alcalino terrosi. Fondamentalmente, la durezza dell'acqua è influenzata dal calcio e dal magnesio, i cui composti sono i principali sali di durezza.

La rigidità determina non solo la possibilità, ma anche il suo utilizzo nelle esigenze domestiche o industriali.

Gusto l'acqua dura è molto facile da distinguere: è estremamente amara. A volte il sapore amaro dell'acqua di sorgente è dovuto alla presenza di sali di durezza.

Per apparenza può essere trovato dopo la bollitura. In questo caso i sali precipitano, cosa facilmente visibile sul fondo di qualsiasi recipiente.

Classificazione dell'acqua per durezza

In Russia, la durezza dell’acqua viene misurata in gradi di durezza, ma può anche essere espressa come frazione di volume o numero di massa.

L'unità di misura ufficialmente accettata utilizzata nel sistema SI ( sistema internazionale di unità) è una mole per metro cubo. Ma in pratica non vengono utilizzate le unità di misura elencate, preferendo il milliequivalente per litro (mg-eq./L).

In base al livello di durezza, l'acqua è divisa in quattro tipi:

1. Acqua dolce (meno di 2 milliequivalenti per litro);
2. Acqua normale (da 2 a 4 milliequivalenti per litro);
3. Acqua dura (da 4 a 6 milliequivalenti per litro);
4. Acqua molto dura (6 o più milliequivalenti per litro).

Questa classificazione è chiamata americana e viene spesso utilizzata per valutare la durezza dell'acqua.

Esiste una classificazione simile in gradi di durezza, ma rappresenta solo 3 tipi di acqua:

1. Acqua dolce (meno di 2 gradi di durezza);
2. Acqua di media durezza (da 2 a 10 gradi di durezza);
3. Acqua estremamente dura (da 10 gradi di durezza e oltre).

Standard di durezza dell'acqua

Gli standard di durezza dell'acqua in Russia e nel mondo sono molto diversi l'uno dall'altro. In Russia è consentita l'acqua la cui durezza non supera la soglia 7 milliequivalenti per litro, questo è, non è vietato fornire alla popolazione acqua molto dura.

Le stesse cifre in Europa non possono essere di più 1,2 milliequivalenti per litro. Ciò significa che gli europei bevono acqua dolce, la cui durezza è quasi sei volte inferiore a quella stabilita in Russia.

Tipi di durezza dell'acqua in base alla suscettibilità al trattamento termico.

Il primo tipo è rigidità temporanea quando, oltre al calcio e al magnesio, anioni bicarbonato. È anche chiamato carbonato. Si rimuove facilmente facendo bollire l'acqua e non influisce in alcun modo sul corpo umano.

Il secondo tipo è rigidità costante, chiamato anche non carbonato rigidità. È dovuto alla presenza di composti di calcio e magnesio formati a seguito dell'interazione con acidi forti, come solforico o nitrico. Tale durezza non viene rimossa dall'acqua bollente, poiché sali di questo tipo non si decompongono sotto l'influenza della temperatura.

Durezza generale l'acqua viene calcolata sommando gli indicatori di durezza carbonatica e non carbonatica.

I più alti tassi di durezza dovuti all'abbondanza di sali disciolti si determinano nell'acqua del mare e dell'oceano. La durezza dell'acqua superficiale è solitamente molte volte inferiore a quella delle acque sotterranee e dell'umidità proveniente da fonti sotterranee.

Danni causati dall'acqua dura

Considera l'impatto negativo dell'acqua eccessivamente dura sul corpo umano, sugli elettrodomestici e sulle comunicazioni. Maggiore è il parametro di durezza, maggiore sarà il valore di ciascun tipo di effetto dannoso.

Danni alla salute umana e agli animali domestici

1. L'elevata rigidità contribuisce crescita dei calcoli urinari e sviluppo di urolitiasi. Ciò è dovuto all'accumulo di sali, che semplicemente non hanno il tempo di essere espulsi dal corpo.
2. Acqua dura durante il lavaggio secca la pelle. Ciò è dovuto alla comparsa di "scorie di sapone" formate dal sapone, che non sono in grado di formare schiuma e dissolversi in acqua dura. Queste scorie di sapone ostruiscono i pori, impedendo loro di respirare liberamente, a seguito della quale possono svilupparsi infiammazioni della pelle, prurito e bruciore della pelle possono tormentare.
3. La formazione di una sottile crosta sui capelli distrugge il film grasso naturale. Ciò avviene allo stesso modo della pelle delle mani - "fanghi di sapone" non vengono dilavati e si accumulano gradualmente. Ciò potrebbe causare prurito del cuoio capelluto, forfora e persino caduta dei capelli.
4. L’impatto dell’acqua molto dura sulla salute degli animali non è diverso dall’impatto sul corpo umano. Il rischio di sviluppare calcoli renali è elevato. Negli animali domestici che mangiano cibo secco, questo rischio aumenta più volte. Problemi al pelo e alla pelle possono verificarsi sia nei cani che nei gatti se vengono lavati regolarmente.
5. Rallenta il processo di cottura, a causa dei numerosi sali, la carne è poco bollita. Ciò porta a uno scarso assorbimento delle proteine ​​e può causare problemi gastrointestinali.

Danni causati dall'acqua dura alle apparecchiature e agli articoli domestici

1. I prodotti a base di sapone, a causa della presenza di una grande quantità di sali nell'acqua, sono estremamente si schiuma scarsamente e rimuove i contaminanti. Pertanto, il numero di polveri, detersivi destinati al lavaggio dei piatti e altri prodotti chimici domestici dovrà essere notevolmente aumentato.
2. Oltre alla scarsa schiuma dei prodotti a base di sapone, dovuta al contatto dell'acqua dura con essi si formano macchie e depositi duri sui sanitari e sulla superficie delle stoviglie poiché precipitano i depositi di sale. Una tale placca è difficile da lavare via i piatti e influisce negativamente anche sull'impianto idraulico, distruggendone gradualmente la superficie.
3. Nel processo di riscaldamento dell'acqua negli apparecchi elettrici, i sali non solo precipitano, ma cristallizzano e cadere sotto forma di schiuma. È la scala la causa principale del rapido guasto degli scaldacqua.
4. Foglie d'acqua dura macchie, aloni e depositi di sporco sui vestiti appena lavati il ​​colore sbiadisce, le stampe e i disegni diventano grigi. È molto difficile sbarazzarsene e questo, ancora una volta, richiede un aumento dei costi dei detersivi. Un tessuto lavato in acqua dura diventa ruvido e anelastico perché i sali intasano tutto lo spazio libero al suo interno. La resistenza dei vestiti e della biancheria diminuisce.

Effetti dannosi dell'acqua con maggiore durezza per le comunicazioni

1. Sali di durezza allo stesso modo degli elettrodomestici, precipitare o cristallizzare, formandosi sulla superficie di percorsi di comunicazione e di grandi dispositivi e installazioni scala. La scala assottiglia le pareti delle comunicazioni, distruggendole successivamente completamente.
2. L'abbondanza di sali di durezza che precipitano o si incrostano, porta a frequenti fallimento grandi impianti di riscaldamento dell'acqua, come le caldaie.
3. Nei sistemi di riciclaggio dell'acqua, depositi di calcare, pietre d'acqua e fanghi salini ridurre la pervietà tubi, con una diminuzione del trasferimento di calore. La pressione dell'acqua diminuisce, la quantità di acqua nei radiatori diminuisce, gli ingressi e le uscite dell'acqua dalle case sono intasati, il che può portare al completo intasamento delle reti di comunicazione. Tutto ciò aumenta i costi energetici..

A casa, il modo più razionale per ridurre la durezza dell'acqua è purificare l'acqua potabile e quella di cottura dai sali in eccesso. Idealmente, l’acqua per qualsiasi uso domestico dovrebbe essere filtrata.

Ma allo stesso tempo non bisogna dimenticare che l'indice di rigidità dovrebbe essere pari a un certo valore medio. Anche l'acqua troppo dolce non fa bene. Aumenta il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari negli esseri umani, disperde sali dal corpo, provocando il rapido sviluppo del rachitismo e l'assottigliamento delle ossa. Nei sistemi di comunicazione, l'acqua dolce provoca la corrosione dei tubi metallici.

Attualmente, la durezza dell'acqua deve essere misurata in meq, ma tradizionalmente in un acquario la durezza viene misurata in gradi e diversi paesi hanno i propri gradi di durezza. Questo articolo Utile per l'acquariofilo principiante Converti un grado in un altro e capisci perché sono necessari e cosa significano comunque.

Rigidità- una delle caratteristiche più importanti dell'acqua dell'acquario. Ma la durezza può essere generale, temporanea, permanente, carbonatica e si misura in gradi, che sono diversi... Vuoi dedicarti seriamente all'acquariofilia? Allora devi solo capire tutto questo.

La durezza dell'acqua è una combinazione delle sue proprietà dovute alla presenza in essa di cationi di calcio (Ca 2+), magnesio (Mg 2+) e parzialmente ferro ferroso (Fe 2+). Distinguere tra rigidità permanente, temporanea e generale.

Durezza generale determinato dal contenuto totale in acqua di tutto quanto sopra cationi. Questi ioni compaiono nell'acqua a seguito della dissoluzione dei sali corrispondenti in essa contenuti. Come ciò accade e, inoltre, i modi per esprimere le concentrazioni di ioni accettate nella scienza sono descritti in un articolo separato. Il contenuto dei sali disciolti nell'acqua dolce (non solo calcio e magnesio, ma anche altri) è descritto nell'articolo "".
Durezza permanentele acque naturali superficiali poco mineralizzate non inquinate da effluenti industriali caratterizzano la quantità di discioltosolfati, clorurie alcuni altri sali di calcio e magnesio. Cioè in queste acque, insieme ai cationi Ca 2+ e Mg 2+ ci sono anioni SO 4 2- , Cl - e altri Quando tale acqua viene bollita, le concentrazioni di questi cationi e anioni praticamente non cambiano, da qui il nome "durezza costante".
Rigidità temporanea(lei è carbonato durezza) è associata alla presenza nell'acqua insieme ai cationi Ca 2+, Mg 2+ e Fe 2+ bicarbonato o anioni bicarbonato (HCO 3 -). Quando l'acqua bolle, i bicarbonati si decompongono, formando carbonato di calcio, anidride carbonica e acqua molto scarsamente solubili:

Ca2+ + 2HCO3 - = CaCO3 ↓ + H2O + CO2

Pertanto, la durezza temporanea può essere eliminata mediante bollitura prolungata, motivo per cui è "temporanea".
Con gli ioni ferro la reazione è più difficile a causa del fatto che FeCO 3 è un composto chimico instabile in acqua. In presenza di ossigeno, il prodotto finale della catena di reazioni è Fe(OH) 3 , che è un precipitato rosso scuro. Pertanto, maggiore è la quantità di ferro nell'acqua, più forte sarà il colore delle incrostazioni che si depositano sulle pareti e sul fondo della nave durante l'ebollizione.
Per la misurazione e la durezza temporanea, nei negozi vengono venduti test separati. Inoltre, l'Acquario descrive metodi per determinare la durezza temporanea e generale utilizzando reagenti abbastanza convenienti, quindi è del tutto possibile determinare la durezza a casa, anche senza test proprietari. Per informazioni su come eseguire questa operazione, leggere gli articoli "" e "".

Perché viene utilizzato un concetto separato di "DUREZZA DELL'ACQUA", poiché il concetto di "MINERALIZZAZIONE" copre la presenza nell'acqua di tutti i sali e anche di quelli sopra menzionati? C'è una differenza tra questi due concetti, ed è significativa. Ad esempio, la mineralizzazione può essere aumentata sciogliendola in acqua qualsiasi sale(Un'altra questione è se ai tuoi pesci piacerà questo sale o no, maggiori informazioni su questo nell'articolo "Composizione e proprietà dell'acqua dell'acquario"). A questo scopo, gli acquariofili utilizzano spesso il cloruro di sodio - NaCl). Ma la rigidità è principalmente correlata con sali di calcio e magnesio disciolti. Contrariamente ai pregiudizi degli acquariofili, sciogliere il sale nell'acqua(particolarmente ben pulito) non aumenta la rigidità! COSÌ, DUREZZA E MINERALIZZAZIONE dell'acqua sono concetti correlati, ma DIVERSI!!!
La durezza è una proprietà speciale dell'acqua che determina in gran parte le sue qualità di consumo e quindi è di grande importanza economica. L'acqua dura forma incrostazioni sulle pareti delle caldaie, delle batterie, ecc., che ne peggiorano notevolmente le prestazioni termiche. L'acqua dura non è adatta per il lavaggio. Non solo le incrostazioni sui riscaldatori delle lavatrici le disabilitano ... tuttavia, non racconterò la pubblicità televisiva - e ho già capito tutti, peggiora anche le proprietà lavanti del sapone. I cationi Ca 2+ e Mg 2+ reagiscono con gli acidi grassi del sapone per formare sali scarsamente solubili che creano pellicole e depositi, con conseguente scarsa prestazione di lavaggio e aumento del consumo di detersivo. In poche parole, l'acqua dura non fa molta schiuma. Solo ora, grazie ai grandi progressi dell'umanità nel campo della chimica, sono stati creati buoni shampoo che possono essere lavati in qualsiasi acqua. E nei tempi dell'argilla, nelle zone con acqua dura, le bellezze che volevano avere capelli morbidi e setosi dovevano raccoglierli per lavarsi i capelli: sono morbidi. Non per niente Pietro I, che esigeva che le persone venissero alle assemblee in buona forma e non tollerava le barbe sporche, fu costretto a costruire una nuova capitale sul fiume Neva. Qui l'acqua è molto dolce, si schiuma bene e puoi lavarti e raderti quanto vuoi! In generale, il concetto di rigidità è piuttosto tecnico e igienico. Le persone in diversi paesi sono arrivate molto tempo fa alla necessità di normalizzarlo, perché un'elevata rigidità è dannosa: i tubi si intasano ed è impossibile lavarli correttamente. Ma hanno iniziato a farlo in ciascun paese a modo loro, basandosi su unità di misura tradizionali e metodi per determinare gli ioni di calcio e magnesio, perché allora non esistevano unità internazionali standardizzate unificate.
È noto che non c'è niente di peggio delle cattive abitudini: è molto difficile liberarsene! Nella letteratura sull'acquariofilia (sebbene la rigidità non sia essenzialmente un concetto del campo dell'acquariofilia!) di diversi paesi, la rigidità viene ancora misurata in gradi, e in ogni paese a modo suo, diverso da tutti gli altri. Solo i gradi di durezza russo e tedesco sono identici, anche se in entrambi questi paesi sono stati eccellenti per molto tempo, ma esistono ostinatamente nei libri di acquariofilia.
In Russia, dal 1952, si esprime la durezza dell'acqua per esigenze tecniche e igienichemilliequivalenti contenuti in 1 litro di acqua (meq, omg-eq/l). Fino a quel momento, la rigidità era determinata in gradi tedeschi, in altri paesi è consuetudine designare la rigidità in gradi CONDIZIONATI:

Hai la sensazione che non sia facile? Pertanto, fornirò una tabella che ti consente di confrontare e tradurre un grado di durezza in un altro:

Come utilizzare questa tabella? Diciamo che dal laboratorio avete ricevuto i risultati delle analisi dell'acqua dell'acquario: “Durezza totale” = 3,25 meq/l. È necessario convertire questo valore in gradi tedeschi. Nella cella corrispondente all'intersezione tra la riga dei mg-eq/l e la colonna dei gradi tedeschi, troviamo il coefficiente, che è anche un moltiplicatore, pari a 2,804. Ora dobbiamo moltiplicare 3,25 per 2,804. Il prodotto di questi numeri sarà la durezza in gradi tedeschi (dHG). La durezza della tua acqua è in dGH=9.110. Cioè, rispetto a mg-eq / l, i gradi tedeschi sono unità di misura più piccole. Se sei un felice possessore di un test americano e ha dato come risultato, ad esempio, 14 gradi americani (usH) e hai bisogno degli stessi gradi tedeschi, la risposta in dGH sarà: 14 × 0,056 = 0,780. Ma questo solo se consideriamo che la laurea americana lo è 1 mg di CaCO 3 in 1 litro di acqua(come scrivono in tutta la letteratura in lingua russa), gli stessi americani lo credono il loro grado di durezza è 17,12 volte maggiore(vedi sopra), rispettivamente, e il risultato della misurazione in dGH sarà 13,35. Questo è questi I titoli americani sono abbastanza vicini a quelli tedeschi.

Utilizzare diverse unità di misura della rigidezza senza ricalcolarle (dopotutto sono gradi, non è possibile “acuire” quello che sono) può portare ad una notevole distorsione dei dati. Quindi 14 gradi americani equivalgono solo a 0,78 tedeschi. Pertanto, leggendo i messaggi di un collega americano, un piscicoltore, che i suoi pesci hanno deposto le uova a 14°C. durezza, non pensare che l'acqua dura sia adatta alla deposizione delle uova, quest'acqua è in realtà molto dolce. È divertente che se si intendessero altri gradi americani, l'errore sarà piccolo, quindi, in effetti, non è possibile affinare ... In generale, la prima cosa da fare è scoprire in quali unità vengono presentati i risultati.
Come esempio di un altro tipo di confusione relativa al ricalcolo del contenuto di calcio nelle molecole di CaO e CaCO 3, darò un frammento di un libro molto popolare oggi:

Cosa c'è che non va qui? Con Clark va tutto bene: il valore di 14,3 ppm è essenzialmente lo stesso da noi indicato in precedenza su questa pagina, solo arrotondato. Ma 1 grado tedesco è un po' strano: sappiamo che equivale a 10 mg di CaO in 1 litro. Gli autori del libro sostengono inoltre che i gradi tedeschi mostrano il contenuto di CaO, ma da dove hanno preso la cifra di 17,9 ppm? Non si può dire che questa cifra sia presa dal "tetto", cioè casuale, no: dopo aver fatto un po' di aritmetica, ho scoperto che corrisponde a una quantità di CaCO 3 tale da contenere tanto Ca quanto ce n'è in 10 mg di CaO! Cioè esprime la quantità equivalente di calcio di CaCO 3 . Quanto Ca c'è nel CaO? Calcoliamo: la molecola di CaO ha una massa espressa in u.m.a. pari a 40,08+16=56,08 (la somma delle masse atomiche di calcio e ossigeno). Qual è il contributo del calcio a questa massa, lo sappiamo, quindi possiamo fare la seguente proporzione:

Qui Y è la massa di CaCO 3 (in mg) che contiene 7,15 mg di calcio. Y=17,85 (arrotondato, lo stesso 17,9). Cioè, contrariamente alla nota da loro stessi fatta, gli autori del libro hanno presentato 1 grado tedesco (10 mg / l CaO) in termini di quantità equivalente (equivalente) di CaCO 3 nel calcio. Alla fine hanno commesso un errore? Certamente! Dopotutto, hanno indicato che questi 17,9 mg / l si riferiscono a CaO. Quanto calcio ci sarebbe in questo caso?

X=12,8 mg. Una tale quantità di calcio non ha nulla a che fare con il grado di durezza tedesco! Come si può vedere dall'esempio sopra, il principale svantaggio dei gradi, come unità di misura della durezza, è che mostrano il contenuto di calcio e magnesio non DIRETTAMENTE, ma nel CALCOLO per il sale di ossido o carbonato. Come accennato in precedenza, queste sono unità CONDIZIONATE. Infatti, l’ossido di calcio (CaO) non può esistere nell’acqua. E CaCO 3 è una sostanza leggermente solubile in acqua: in condizioni standard ad una pressione di 1 atm. e ad una temperatura di 25°C se ne dissolvono solo 6,7 mg/l, il che può aumentare la sua durezza solo a 0,24 meq/l, o dGH=0,670. Si scopre che se un acquariofilo, desideroso di scoprire quanti ioni calcio e magnesio sono presenti nell'acqua del suo acquario, fa un test (tutti i test acquistati misurano la durezza in gradi), allora non lo saprà affatto, ma quanto CaO o CaCO 3, se la massa effettivamente presente Gli ioni calcio e magnesio (Ca 2+ e Mg 2+) presenti nell'acqua dovrebbero essere convertiti in una quantità equivalente di queste sostanze, che in realtà non sono nell'acqua!
Ecco un'altra tabella che mostra quanti mg/l di ioni calcio e magnesio (quelli che sono effettivamente nell'acqua, ma non sotto forma di sostanze condizionanti, ma sotto forma di ioni effettivamente disciolti) corrispondono a diverse unità (gradi) di misura della durezza.

Nella letteratura a mia disposizione riguardante le lauree francesi, americane e inglesi, non ho trovato alcuna menzione di quantità equivalenti di MgCO 3 per queste lauree. D'altra parte, senza magnesioCome?! Pertanto, per analogia con i gradi tedeschi, ho effettuato le conversioni dalla massa di CaCO 3 a quantità equivalenti di MgCO 3 e presentate nella tabellaTutto valori corrispondenti alla durezza del magnesio.

In generale, unità di misura molto scomode sono questi gradi. Da quello con loro e l'eterna confusione. Particolarmente "incoraggiante" è la seconda nota del frammento sopra del libro (contrassegnato II)), ne consegue che ora non è sempre chiaro quali gradi rappresenti l'icona dH, il che significa che la confusione aumenterà. E sta crescendo. Gli autori di libri sull'acquario di diversi paesi si riferiscono tra loro utilizzando le traduzioni. E alcuni traduttori ed editori non approfondiscono troppo l'essenza della questione. E dopo tutto, ci sono ancora semplici errori tipografici che vagano da un'edizione all'altra. Quindi a volte non è chiaro di quali diplomi si parli effettivamente e se questi siano i diplomi che l'autore aveva in mente. Ad esempio, darò una tavoletta tratta dal famoso libro di G. Mayland 1 francese grado 0.560 0.702 1.00 10.0 4.0 1 amer. grado III) 0.056 0.070 0.10 1.0 0.40 1 laurea russa 0.14 0.111 0.078 0.0078 1.00
III) Dati forniti in ppm (parti per milione).
che la massa di 1 litro d'acqua è 1 kg.

Ho copiato questa tabella per intero. In linea di principio, questa è la stessa tabella della Tabella 1 sopra, solo meno precisa. Quasi tutto è corretto, ad eccezione dei dati relativi ad alcuni "lauree russe" (suH). A giudicare dalla colonna più a destra della tabella, sono pari a 1 mg/l Ca 2+ e quindi tutta questa colonna è corretta. Anche il moltiplicatore 0,14 sulla riga inferiore è corretto. Questo è facile da verificare: sappiamo (Tabella 2) che 1° dGH equivale a 7,15 mg Ca 2+ per litro. Se 1° suH è effettivamente pari a 0,14 dGH, allora 1° suH di calcio contiene 7,15×0,14=1 mg/L. Tutto si è riunito e quindi tutto questo è vero. Ma le cifre successive in questa riga non hanno alcuna spiegazione ragionevole. Moltiplicando le masse equivalenti di calcio corrispondenti ai gradi di durezza per i coefficienti indicati non si ottiene 1 mg. Ho pensato in questo e quello, cosa l'autore voleva mostrare, o cosa ha fatto un errore - non potevo indovinare (se indovini, per favore scrivi). In breve, anche se "lauree russe" pari C'è 1 mg/l di calcio, quindi non puoi ancora usare questa tabella per convertirli in altre unità!

Nella scienza e nella tecnologia seria, è consuetudine utilizzare unità di misura comuni a tutti, indipendentemente dal "paese di misura". Giusto per capirci meglio.
L'espressione della durezza in milligrammi equivalenti per litro d'acqua (mg-eq / l, a volte scrivono un altro milliequivalente) è molto più conveniente dei gradi.
Concludendo questo articolo, menzionerò i risultati paradossali che si possono ottenere misurando la durezza temporanea (carbonatica) e generale. Vale a dire: la rigidità temporanea può essere maggiore di quella totale. I test possono essere ripetuti più volte, ma lo "strano risultato" persisterà, quindi non si tratta di un errore di test casuale. Anche G. Mayland menziona la possibilità di ottenere tali risultati nel suo libro, ma non fornisce una spiegazione comprensibile (anche se potrebbe trattarsi solo di una traduzione incomprensibile del libro). E intanto questo scrigno si apre con molta semplicità. Puoi leggere come - nell'articolo su.

L'autore non è affatto un saccente e, sebbene abbia dedicato molto tempo a comprendere tutti questi gradi, potrebbe aver commesso degli errori da qualche parte. Se li notate, scriveteci. Commenti e suggerimenti saranno accettato con gratitudine.

* O.S. Zaitsev, "Workshop di ricerca sulla chimica generale", M., casa editrice MGU, 1994

** M. Bailey, P. Burgess, "Il libro d'oro dell'acquariofilo", Mosca, "Aquarium", 2002 (pagina 116).

*** CaO - calce viva o calce viva reagisce con l'acqua con la formazione di una grande quantità di calore: CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 65 kJ. Questo processo è chiamato spegnimento della calce e il prodotto risultante è chiamato calce spenta. Ca(OH)2 è leggermente solubile in acqua. In 1 litro si scioglie a 20°C in soli 1,56 g circa Una soluzione satura di idrossido di calcio si chiama acqua di calce e ha una reazione alcalina. Nell'aria, l'acqua calcarea diventa rapidamente torbida a causa dell'assorbimento di anidride carbonica (CO 2 ) e della formazione di carbonato di calcio insolubile.

**** G.J. Mayland "L'acquario e i suoi abitanti", BMM AO, Mosca, 1998

***** Là.

Vladimir Kovalev aggiornato l'11 luglio 2016