بررسی سختی آب

سختی آب (Hardner) ، اساسا به معنی ظرفیت آن در ترسیب صابون است.آبی که در طبیعت وجود دارد تقریبا همیشه ناخالص میباشد. زیرا که اغلب دارای گچ ، آهک ، نمک طعام ، ترکیبات منیزیم ، آهن ، اکسیژن و ازت ، انیدرید کربنیک ، ترکیبات آلی و غیره است و مقدار این اجسام در آبهای مختلف متفاوت است در آب اجسام دیگری مانند گل و لای و غیره هستند که معلق میباشند و مقداری باکتری هم در آبها یافت میشود.
تعریف آب سخت
آب سخت ، سخت آبی است که در آن هیدروکربنات کلسیم و منیزیم و گچ موجود باشد.

تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد میشود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولا سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد میشود.

فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولا شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت میآشامند زودتر بهبودی حاصل میکند و بیماری راشیتیست کمتر در این اشخاص دیده میشود.

مضرات آب سخت
آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست.
آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه میشود.
پخته نشدن حبوبات با آب سخت
ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ
خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون
مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها

عناصر ایجاد کننده سختی آب
صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت میکنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده میشود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.

محاسبه سختی آب
مقدار سختی آب ، برحسب اکیوالانهای کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان میشود.

تقسیم بندی سختی آب
سختی آب را میتوان به دو نوع تقسیم کرد:
سختی موقت
سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز مینامند. این سختی ، مولود بیکربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش مییابد.
سختی دائم
سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز مینامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.

اهمیت سختی آب
مقدار سختی آب ، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی اهمیت وافر دارد، از نظر بهداشت عمومی نیز اهمیت خاصی دارد. کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته، ولی به همان اندازه ، سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم ، ناراحتیهایی در دستگاه هاضمه بوجود میآورد.
گاهی توصیه میشود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتیالامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن میگویند.

طبقه بندی آب از نظر سختی
سختی آب (کربنات کلسیم mg/lit) 55 – 5 100 – 56 200 – 101 500 – 201
نوع آب سبک سختی کم متوسط خیلی سخت
در بعضی از طبقه بندیها حداکثر سختی آبهای قابل شرب ، 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است.

تاثیر قلیائیت در سختی آب
اگر قلیائیت کل آب ، مساوی یا بیشتر از سختی کل باشد، تمام سختی آب به صورت سختی کربناتی خواهد بود. در صورتی که که قلیائیت کل ، کمتر از سختی باشد، سختی کربناتی آب معادل قلیائیت بوده و سختی دائم ، اختلاف بین سختی کل و قلیائیت است.

رفع سختی آب
در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش میرسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا میگیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب میدهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمیچسبد بطوری که میتوان آنرا به آسانی پاک نمود.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO میباشد که با اسم آلبرتتری بکار میرود.
یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به “تری کلسیم فسفات”PO4»2Ca<3 میگردد و رسوب مینماید.
بر اثر پختن بیکربنات کلسیم آب تبدیل به کربنات میشود و رسوب مینماید:

Ca₃Ho₂Ca→CO₃Ca + CO₂+H₂O

و بی کربنات کلسیم آب بر اثر کربنات سدیم هم گچ و هم بیکربنات کلسیم به کربنات کلسیم تبدیل میشود و رسوب میگردد:

Ca₃Ho₂Ca + CO₃Na₂ —–→ CO₃Ca + 2CO₃HNa

SO₄Ca + CO₃Na₂ ——> CO₃Ca + SO₄Na₂

اخیرا به مقدار زیاد از صمغهای مصنوعی که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده میکنند. صمغ لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال میگردد.

درجه سختی آب
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین میکنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد میگویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد میگویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در 0.7 لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر مینمایند و بوسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز میکنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن میاندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب میباشد. دقت این روش تا نیم درجه است.

واحدهای بکار رفته در سختی آب
در صورتی که مقادیر کاتیونهای مختلف برحسب میلی گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا جهت سهولت ، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده ، کلیه این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان میگردد. سختی آب ، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان میشود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار میبرند؛
هر یک از درجات فوق به ترتیب برابر 17.9 و 14.3 و 10 و 17.2 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است.

برچسب: نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی تاريخ: جمعه 14 13 ساعت: 16:33

درباره سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

بررسی سختی آب

صفحه بندی

آرشیو مطالب

پيوندهای روزانه

لینک دوستان

خبرنامه