Отстаивание воды
Отстаивание воды
Вопрос:
Но у меня к вам, есть два вопроса. Воду я приготавливаю так: кипячу, резко охлаждаю, кладу на некоторое количество дней 5-7 камешков кремня и отстаиваю, дальше все как описано у вас, пропуская через магнит и употребляю. Вот здесь у меня и возникает к вам вопрос: 1.Когда я отстаиваю воду в эмалированной либо пластмассовой посуде, вроде все нормально, но стоит мне на 2-3 денька бросить ее в кастрюле из нержавейки, как на деньке возникают какие-то белоснежные сгустки, похожие на вареное яичко, они сбиваются в комья. Когда посуду потрясти они распадаются на крошки. Так что это? Вячеслав
Ответ:
Почетаемый, Вячеслав!
Белоснежные хлопья в воде обоснованы присутствием в воде значимого количества солей кальция, магния и железа – солей жесткости. Накипь и известковые отложения на бытовой технике (к примеру, в чайниках), белоснежные хлопья в воде, пленка на чае и т.д. — все это характеристики жесткой воды. Внедрение таковой воды для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств.
Жёсткость воды сточки зрения химии — совокупа и физических процессов в воде, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, приемущественно, кальция и магния. Алюминий и трехвалентное железо (Fe3+) также оказывают влияние на твердость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, «вклад» в твердость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и малозначительное воздействие бария (Ва2+).
Твердость воды почти во всем определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Появлением накипи мы «благодарны» конкретно жесткой воде.
Твердость воды принято исчислять суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству хоть какого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разбитой на валентность. Величина 1 ммоль/л гласит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция или 12,10 мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Не считая того, в забугорных странах обширно употребляются такие единицы жесткости, как германский градус (do, dH), французский градус (fo), южноамериканский градус, ppm карбоната кальция.
Выделяют два типа жесткости воды:
-
Временная – карбонатная твердость, обоснована присутствием в воде (при рН>8.3) бикарбонатов кальция и магния — Са(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. При нагреве таковой воды неуравновешенные бикарбонаты опять перебегают в нерастворимую форму – карбонаты — CaCO3v, и MgCO3v, появляется накипь (котельный камень). Данный тип жесткости практически стопроцентно устраняется при кипячении воды и потому именуется временной жесткостью. кальция и магния. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.
-
Неизменная – некарбонатная твердость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых (CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4) и при кипячении не устраняется (неизменная твердость).
-
Общая твердость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, другими словами суммой карбонатной и некарбонатной жесткости. На самом деле представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (неизменной) жесткости.
По содержанию солей жёсткости принято систематизировать твердость воды последующим образом:
-
мягенькая вода – твердость 3,0 мг-экв/л и поболее;
-
средняя твердость – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л;
-
жесткая вода – выше 6,0 мг-экв/мл;
Твердость воды колеблется в широких границах и существует огромное количество типов классификаций воды по степени ее жесткости. Ниже в таблице приведены четыре примера систематизации. Две систематизации из русских источников — из справочника «Гидрохимические характеристики состояния среды» и учебника для вузов «Водоподготовка». Две — из забугорных: нормы жесткости германского института стандартизации (DIN 19643) и систематизация, принятая Агентством по охране среды США в 1986 г.
Таблица жёсткости воды
В природе предпосылкой жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в подземных водах, также частично, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) твердость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редчайших случаях магниевая твердость может достигать 50-60%). С повышением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) стремительно падает и изредка превосходит 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах — 10-ов граммов на один литр воды.
В целом, твердость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Твердость поверхностных вод подвержена приметным сезонным колебаниям, достигая обычно большего значения в конце зимы и меньшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягенькой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высшую твердость (10-ки и сотки мг-экв/дм3).
Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) твердость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редчайших случаях магниевая твердость может достигать 50-60%). С повышением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) стремительно падает и изредка превосходит 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах — 10-ов граммов на один литр воды.
Твердость пресных природных водоемов изменяется в течение года, имея минимум в период паводка. К примеру, в Москве, которую обслуживают четыре станции водоочистки, забор воды делается из Москвы-реки и из Волги (через канал им. Москвы), потому твердость воды различна в различных районах Москвы но в среднем составляет ~ 5 мг-экв/л. Артезианская вода, обычно, более жесткая, чем из поверхностных источников. В Подмосковье, к примеру, твердость артезианских вод, изменяется от 3 до 15-20 мг-экв/л зависимо от места и глубины скважины.
Для неких областей внедрения воды твердость не играет никакой роли. К примеру, при поливке газонов, тушении пожаров. Но, к огорчению, твердость воды — это неувязка не только лишь воды для питья и изготовления еды, да и воды, применяемой в быту для стирки, мытья посуды и т. д. А для современной домашней техники (стиральные, посудомоечные машины и т.д.), автономных систем жаркого водоснабжения и отопления, новейших образцов сантехники – твердость воды – трагедия. Потому борьба с ней очень животрепещуща. Соли жесткости при нагревании выпадают в осадок, узнаваемый каждому как накипь, которая вызывает ранний выход из строя сантехники, домашней техники, нагревательных котлов и труб. Утраты от жесткости воды в быту – это перерасход на 30-50% моющих средств при стирке белья и купании, нехорошие потребительские характеристики воды: при заваривании кофе либо чая в таковой воде может выпасть бурый осадок, при кипячении на поверхности появляется пленка, вода приобретает соответствующий привкус; в жесткой воде ужаснее разваривается мясо, так как соли жесткости с белками мяса образуют нерастворимые соединения, что, в свою очередь приводит к понижению усвояемости белков. Нужно раздельно тормознуть на воздействии жесткости воды на итог умывания и купания. Соли жесткости образуют с моющими субстанциями (мыло, шампунь, стиральный порошок) так именуемые “мыльные шлаки” в виде пены, которая, высыхая, образует микроскопичную корку на коже и волосах, нанося значимый вред их здоровью. В итоге возникает сухость кожи, ломкость волос, шелушение, зуд, перхоть. Одним из предвестников такового ненужного воздействия является соответствующий “скрип” вымытой кожи и волос. А восстанавливать жировую пленку приходится косметическими кремами и масками. И напротив, чувство “мылкости” после мытья мягенькой водой – это признак сохранения на коже защитной жировой пленки. Косметологи всего мира советуют мыться мягенькой водой.
Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо появляется пена при использовании мыла. Внедрение жёсткой воды вызывает возникновение осадка(накипи) на стенах котлов, в трубах и т. п. В тоже время, внедрение очень мягенькой воды может приводить к коррозии к как, в данном случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость.
Потребление жёсткой либо мягенькой воды обычно не является небезопасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высочайшая жёсткость содействует образованию мочевых камешков, а низкая — некординально наращивает риск сердечно-сосудистых болезней.
Приемлемость жесткости воды для питьевых нужд находится в зависимости от определенных местных критерий. Порог вкуса для иона кальция находится в спектре 2-6 мг-экв/л, зависимо от соответственного аниона, а порог вкуса для магния — существенно ниже (в отдельных случаях применима вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горький вкус и плохо повлияет на органы пищеварения, органолептические характеристики воды отвечают низкому уровню.
Но мягенькая вода с жесткостью наименее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, зависимо от значения рН и других характеристик оказывать влияние на коррозионную активность водоводов (в этом случае увеличивать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в неких случаях проводят специальную хим подготовку воды с целью заслуги рационального и действенного соотношения меж жесткостью воды и ее коррозионной активностью.
В вашем случае выпадение белоснежного осадка солей жёсткости на деньке железной кастрюли, по-видимому, обосновано и высочайшим содержанием солей кальция и магния в применяемой воде, так и магнитной обработкой воды, в итоге которой происходит деформация гидратных оболочек растворённых в воде ионов металлов, изменяя тем их рассредотачивание в воде и растворимость.
Не считая того, магнитное поле, действуя на воду, может разрушать находящиеся в ней коллоидные частички: «осколки» образуют центры кристаллизации примесей, ускоряя их удаление. Наличие ионов железа интенсифицирует возникновение эмбрионов кристаллизации, что приводит к образованию некрепкого осадка, выпадающего в виде осадка.
Также магнитное поле может оказывать воздействие конкретно на структуру ассоциатов воды.
Питьевую воду очистить от солей жёсткости можно последующими методами:
Оборотный осмос. Способ основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (обычно, полиамидные). Совместно с солями жёсткости удаляется и большая часть других солей. Эффективность чистки может достигать 99,9 %. Этот способ нашёл наибольшее применение в бытовых системах подготовки питьевой воды. В качестве недочета данного способа следует отметить необходимость подготовительной подготвки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану.
Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электронного поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт особых мембран. Так же как и при использовании технологии оборотного осмоса, происходит удаление и других солей, кроме ионов жёсткости.
Тепловой метод. Основан на нагреве воды, избавляет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту. В индустрии применяется, к примеру, на ТЭЦ.
Умягчение реагентами. Способ основан на добавлении в воду соды либо гашёной извести. При всем этом соли кальция и магния перебегают в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок. Этот способ оправдан при относительно огромных расходах воды, так как связан с решением ряда специфичных заморочек: фильтрации осадка, четкой дозы реагента.
Ионный обмен. Способ основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (в большинстве случаев ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний). Взамен, зависимо от ионной формы, отдавая ионы натрия либо водорода. Эти способы соответственно именуются Na+-обмен и Н+-обмен. Обычно, жёсткость воды понижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом — до 0,01 мг-экв/л.
Вы сможете использовать оборотный осмос для умягчения воды, т.е. перед тем как намагничивать её пропустить через обратно-осмотический фильтр.
В процессе оборотного осмоса вода и растворенные в ней вещества делятся на молекулярном уровне, при всем этом с одной стороны мембраны скапливается незапятнанная вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Практически же, в обычных рабочих критериях, из входящей воды извлекается 98 – 99 % растворенных в ней минеральных веществ. В приобретенной в итоге фильтрации незапятанной воде, остается 6 – 7 мг/л растворенных минеральных веществ.
Сейчас на русском рынке представлено несколько разновидностей фильтров мембранно-сорбционного класса. Они состоят из мембранного блока и одного-двух блоков (зависимо от производительности и ресурса) дополнительной чистки. Не считая того, уже очищенная и стабилизированная по солевому составу питьевая вода проходит финальное 6-12-кратное осветление на особых волокнах и сорбентах. Схожее сочетание бессчетных способов чистки и осветления водянистой среды, известное посреди профессионалов под заглавием «шлифовка воды», позволило довести ресурс данных водоочистителей до 50000-75000 л.
Российскей индустрией выпускаются и малогабаритные обратноосмотические фильтры, созданные для чистки воды в походных либо экстремальных критериях. Их основное достоинство — универсальность и компактность, их всегда можно взять с собой и иметь возможность пользоваться фильтром в хоть какой момент. Это телескопические трубки по форме и размерам с обыденную авторучку. Невзирая на миниатюрность, подобные аппараты способны накрепко очистить 10 л воды от микробов, вирусов, хлора, оксибензола и ядовитых металлов.
Но, невзирая на свои плюсы, осмотические фильтры нравятся не многим из-за того, что она бедна микроэлементами.
С почтением,
к.х.н. О.В. Мосин