Твердість води

Твердість води — це властивість природної води, зумовлена вмістом у ній в основному розчинених солей кальцію та магнію. Вони надходять у води внаслідок розчинення й хімічного вивітрювання гірських порід, мінералів та солей, зокрема під час взаємодії розчиненого у воді діоксиду вуглецю з карбо­натними мінералами, що призводить до накопичення у воді розчинних гідро­карбонатів кальцію й магнію. Джерелом іонів кальцію та магнію є й мікробіальні процеси, які відбуваються в ґрунтах площі водозбору та в донних від­кладах, а також промислові стічні води.

Загальну твердість води поділяють на карбонатну, зумовлену вмістом гідрокарбонатів (карбонатів за рН > 8,3) кальцію й магнію, та некарбонатну, спричинену вмістом хлоридів і сульфатів кальцію й магнію.

Карбонатну твердість іще називають тимчасовою, оскільки під час кип'ятіння води вона усувається внаслідок розкладання гідрокарбонатів кальцію (магнію):

Са(НС0₃)₂ →СаС0₃ ↓+С0₂↑ +Н₂0.

Некарбонатну твердість називають постійною; вона дорівнює сумарному вмісту солей кальцію і магнію, що залишаються у воді після її кип'ятіння.

Твердість води виражають у мілімоль-еквівалентах на кубічний дециметр (ммоль-екв/дм³). Інколи використовують інші одиниці — німецькі, англійські або французькі градуси (табл. 4.1).

Табл. 4.1. Одиниці твердості води

Твердість вод коливається в широких межах — від одиниць до десятків ммоль-екв/дм³. Воду з твердістю менш як 4 ммоль-екв/дм³ вважають м'якою, від 4 до 8 — середньої твердості, від 8 до 12 — твердою, а понад 12 ммоль- екв/дм³ — дуже твердою. У поверхневих водах суходолу карбонатна твердість становить до 70 - 80 % загальної. Для природних вод характерне сезонне ко­ливання твердості, яка зазвичай досягає найбільших значень наприкінці зи­ми, а найменших — у період повені.

Загальну твердість води визначають комплексонометричним титруван­ням, індикатором слугує еріохром чорний Т.

Карбонатна (тимчасова) твердість, виражена в ммоль-екв/дм³, дорівнює лужності води, вираженій у ммоль-екв/дм³ (див. п.4.1).

Некарбонатна (постійна) твердість дорівнює різниці між загальною та карбонатною твердістю, її виражають у ммоль-екв/дм³.

Якщо в досліджуваній воді містяться значні кількості катіонів натрію і ка­лію, з якими зв'язана частина гідрокарбонатних і карбонатних іонів, то кар­бонатна (тимчасова) твердість, розрахована за лужністю, не відповідає спра­вжній. У такому разі визначають тільки загальну твердість води, не розділя­ючи її на карбонатну (тимчасову) і некарбонатну (постійну).