Жесткая вода и ее умягчение. Опреснение воды.

Жесткая вода и ее умягчение. Опреснение воды

Вода принадлежит к веществам, наиболее распространенным на поверхности земного шара. Нельзя назвать такой точки на поверхности Земли, где бы не встречалась вода в том или ином состоянии.

Вода - вещество, без которого нет жизни. Наше тело на 80% состоит из воды. Без пищи мы могли б прожить около месяца, а без воды лишь несколько суток. Вода выводит с нашего организма шлаки, токсины и отходы. Доставляет в клетки кислород и питательные вещества (минеральные соли, витамины).

Но мало кому известно, что более половины заболеваний человека связана с употреблением некачественной питьевой воды. Вода является основой  здоровья человека, но она также может нести в себе опасность. Опасность, содержащаяся в воде, может быть как микробиологической — вода в природе содержит множество бактерий и вирусов, вызывающих у человека разные заболевания, так и химической — с немедленным или отсроченным действием.

Одной из актуальных проблем воды, является ее жесткость, обусловленная присутствием в воде значительного количества солей кальция и магния. Накипь на стенках нагревательных котлов, отложения солей на бытовой технике, и т.д. - все это показатели жесткой воды. Повышенная жесткость воды негативно сказывается на здоровье человека. В настоящее время известна взаимосвязь жесткости воды и образования камней в почках. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения. При умывании соли жесткости взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. Признак повышенной жесткости воды – скрип чисто вымытой кожи и волос.

Понятие о жесткости воды

Жесткость воды является одним из основных показателей, характеризующим применение воды в различных отраслях. Жесткостью воды называется совокупность химических  и  физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей  щёлочноземельных металлов, главным образом, катионами кальция (Са²⁺) и в меньшей степени магния (Mg²⁺). Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой.

Общая жесткость воды складывается из временной и постоянной и обусловлена присутствием в воде кальция и магния,  в виде гидрокарбонатов, карбонатов, хлоридов, сульфатов и других соединений. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь.

Самая жесткая природная вода-это морская вода. Самые мягкие природные воды - это дождевая и талая содержание солей в которых близко к нулю. Самая мягкая исскуственная вода-дистиллированная.

Основными природными источниками жесткости воды являются осадочные породы, фильтрация и сток с почвы. Жесткая вода образуется в районах с плотным пахотным слоем и известковыми образованиями. Для подземных вод характерна большая жесткость, чем для поверхностных. Подземные воды, богатые карбоновыми кислотами и растворенным кислородом, обладают высокой растворяющей способностью по отношению к почвам и породам, содержащим минералы кальцита, гипса и доломита.

Основными промышленными источниками жесткости являются стоки предприятий, производящих неорганические химические вещества, и горнодобывающая промышленность. Оксид кальция используется в строительной промышленности, производстве бумажной массы и бумаги, рафинировании сахара, в очистке нефти, дублении и как реагент для очистки воды и сточных вод. Сплавы магния применяются в литейном и штамповочном производстве, бытовых продуктах. Соли магния используются в производстве металлического магния, удобрений, керамики, взрывчатых веществ, медикаментов.

         Общая жесткость природных вод зависит от типа контактирующих с ними пород и почв, климатических условий, а также сезона года. Наиболее мягкими являются воды атмосферных осадков. Очень малую жесткость имеют воды Карелии, так как они омывают трудно растворимые гранитные породы.

Последствия использования жесткой воды

При постоянной жёсткости в воде находится допустимое количество химических веществ, которое не приносит человеку вреда, а даже напротив насыщает организм необходимыми микроэлементами.

Сложнее обстоит дело с временной жесткостью, при которой в воде появляются гидрокарбонат кальция и магния. Эта крайне вредная смесь. Обычно, когда говорят о «жёсткой воде» подразумевают именно временную жёсткость. Рассмотрим проблемы связанные с жесткостью воды:

1) Ухудшаются органолептические свойства - вода имеет неприятный вкус;

2) Нарушается всасывание жиров в кишечнике в результате образования кальциево-магнезиальных нерастворимых мыл при омылении жиров;

3) У лиц с чувствительной кожей способствует появлению дерматитов в связи с тем, что кальциево-магнезиальные мыла обладают раздражающим действием.

4) Жёсткая вода плохо смывает мыльные растворы, такая вода портит волосы при мытье головы, так как оставляет налет на волосах, вызывает перхоть, ломкость волос. Поры кожи забиваются шлаками, появляется сухость кожи. Она высушивается и преждевременно стареет. Не зря косметологи рекомендуют для умывания использовать мягкую дождевую или талую воду.

5) В хозяйственно-бытовом аспекте: увеличивается расход моющих средств, образуется накипь при кипячении, в водопроводе и отопительных системах образуются известковые наросты - это снижает напор воды, уменьшает теплопроводность нагревательных элементов и со временем частично или полностью выводит из строя оборудование. Ткани одежды теряют мягкость и гибкость. Ухудшается разваривание мяса и овощей с потерей витаминов в результате связывания их в неусвояемые комплексы;

6) Имеются данные, что употребление слишком жесткой воды может приводить к увеличению частоты мочекаменной болезни, хотя есть сведения о том, что жесткость может служить защитой от болезней;

7) При резком переходе от пользования жесткой водой к мягкой и наоборот могут у людей наблюдаться диспептические явления;

8) Портит вид, вкус и качество чая, который является важнейшим напитком у населения, стимулирующим желудочную секрецию и утоляющим жажду.

Имеются данные о том, что употребление мягкой воды - способствует дефициту в организме ионов Ca и Mg, что ослабляет сердечно-сосудистую систему. Такая вода не менее опасная, чем излишне жесткая. Мягкая вода способна вымывать из костей кальций. У человека может развиться рахит, если пить такую воду с детства, у взрослого человека становятся ломкие кости.

Методы определения жесткости воды: комплексонометрический метод; методы атомной спектрометрии.

Способы устранения жесткости

Термический метод (кипячение либо вымораживание воды): При кипячении воды происходит разложение гидрокарбонатов кальция и магния с образованием углекислого газа и карбонатов этих металлов, которые выпадают в осадок. Таким образом, в результате кипячения воды устраняется жесткость, обусловленная присутствием именно гидрокарбонатов. Это так называемая устранимая (временная) жесткость.

Благодаря этому методу мы легко можем приготовить душистый чай или вкусный компот. Витамины и другие полезные соединения мягкой водой лучше извлекаются из натуральных или засушенных фруктов. Многие хозяйки об этом знают и для приготовления компотов, лечебных настоев пользуются предварительно прокипяченной водой, ее аккуратно сливают, не взмучивая карбонатный осадок.

Химические методы:

а) Известково-содовый метод основан на обработке воды гашеной известью, при этом устраняется временная жесткость, а также связываются ионы Fe²⁺. При добавлении соды происходит устранение постоянной жесткости. Использование соды при стирке позволяет экономить моющие средства, а отсутствие хлопьевидных осадков улучшает качество ручной и машинной стирки, особенно легко удаляются пятна различных видов технических загрязнений.

б) Фосфатный метод базируется на образовании нерастворимых ортофосфатов кальция и магния, выпадающих в осадок. Реагенты, составляющие основу химического метода умягчения воды, входят в состав средств, предотвращающих образование накипи на стиральных машинах-автоматах.

Физико-химический метод. Он основан на использовании ионообменных смол–ионитов. Они представляют собой твердые полиэлектролиты, у которых ионы одного знака заряда закреплены на твердой матрице, а противоионы способны переходить в раствор. Иониты, используемые в ионообменных установках, достаточно компактны и применяются в большинстве современных фильтров для очистки и умягчения воды.

Катиониты содержат ионы Na⁺ или Н⁺ –это сульфоугли или алюмосиликаты. Катионитное умягчение основано на свойстве некоторых нерастворимых веществ обменивать ионы натрия, водорода и дру­гие на ионы кальция, магния, извлекая их из воды и тем самым, умягчая ее. Процесс этот происходит при фильтрации воды через катиониты на так называемых ионообменных фильтрах. Аниониты включают подвижные гидроксид-ионы, это так называемые искусственные смолы.

Самыми эффективными  способами  уменьшения жесткости воды является кипячение, а также фильтрование.

Какую воду лучше пить?

1.Кипяченая вода считается «мёртвой». С помощью кипячения, вода очищается от хлора и минеральных солей, которые негативно сказываются на здоровье почек.

2.Минеральную воду лучше пить по назначению врача, так как она содержит в себе определенные основания и соли, не всегда нужные здоровому человеку.

3.Фильтрованная вода. Употребление такой воды не возбраняется, главный фактор- правильно подобранный фильтр.

4. Дистиллированная вода используется в химических лабораториях и промышленности, такую воду пить явно не стоит.

5.Талая вода отличается своей структурой от обыкновенной воды. Так как вымораживание – получение «живой воды» В текстах по нетрадиционной медицине талую воду обозначают термином «структурированная вода». Это значит, что структура этой жидкости изменена относительно равновесия к окружающей среде. После оттаивания молекулы выстраиваются определенным образом, благодаря этому вода приобретает совсем иные свойства. Структурированная вода, как утверждают сторонники метода, способна лечить заболевания, которые официальная медицина признает неизлечимыми.  

Скачано с www.znanio.ru