Twardość wody
Jest to pojęcie określające zawartość kationów dwuwartościowych, głównie wapnia i magnezu. Rozróżniane są twardości węglanowa, stała oraz całkowita.
Twardość węglanowa powstaje przez obecność w wodzie wodorowęglanów magnezu oraz wapnia. Pod wpływem wysokiej temperatury rozkładają się i wytwarzają w wodzie węglan wapnia i wodorotlenek magnezu. Jest to tzw. Twardość przemijająca, ponieważ zanika podczas gotowania wody. Wytrąca się wewnątrz instalacji w postaci kamienia kotłowego.
Twardość stała (niewęglanowa) powstaje na skutek rozpuszczonych w wodzie soli. Nie wytrącają się z niej pomimo gotowania. Są to przede wszystkim siarczany, chlorki, krzemianu wapnia oraz magnezu
Skala twardości wody
Twardość całkowita to suma twardości węglanowej oraz stałej. Składa się na nią zawartość wszystkich soli wapnia, magnezu oraz jonów dwuwartościowych Fe2+, Mn2+. Najczęściej w wodzie występują jednak jony wapnia i magnezu , rzadziej pozostałe jony.
Twardość wody określa kilka skal, które można przeliczyć za pomocą poniższej tabeli. W Polsce najczęściej używa się skali wyrażonej w miligramach CaCO3 na litr wody. Równie popularna jest skala niemiecka, która odpowiada zawartości soli wapnia i magnezu w ilości równoważnej 10 mg CaO na litr wody.
| Jednostka | mg CaCO3/dm3 | Stopień niemiecki 10 mg CaO/dm3 | Stopień francuski 1 g CaCO3/100dm3 | Stopień milimolowy 1 mmol - 40.08 mg Ca2+/dm3 |
|---|---|---|---|---|
| mg CaCO3/dm3 | 1 | 0.056 | 0.1 | 0.01 |
| niemiecki °N | 17.84 | 1 | 1.784 | 0.178 |
| francuski °F | 10 | 0.560 | 1 | 0.1 |
| milimolowy | 100.08 | 5.6 | 10 | 1 |
| Twardość ogólna [mg CaCO3/dm3] | Skala opisowa |
|---|---|
| 0-50 | woda miękka |
| 50-100 | woda średnio miękka |
| 100-150 | woda mało twarda |
| 150-200 | woda średnio twarda |
| 200-300 | woda twarda |
| powyżej 300 | woda bardzo twarda |
Twarda woda jest niepożądana w przedsiębiorstwach oraz gospodarstwach domowych. Powoduje bowiem nadmierne zużycie mydła, gdyż wytrącają się nierozpuszczalne sole wapnia i magnezu. Ponadto wzrasta korozja w wymiennikach ciepła na skutek hydrolizy soli magnezu i wzrostu stężenia jonów hydronitowych. Osadzający się kamień kotłowy pogarsza sprawność wymienników ciepła.
Do wielu gałęzi przemysłu takich jak farmacja, galwanizacja, lakiernictwo wymagana jest woda całkowicie zdemineralizowana.