Действие жёсткости

Соли, обусловливающие жёсткость воды, не являются вредными для здоровья. Жёсткость не ухудшает вкус питьевой воды, жесткая вода вкуснее мягкой. Однако жёсткость воды — нежелательное явление в ряде случаев:

1) При использовании жёсткой воды в отопительных системах, других системах приготовления и подачи горячей воды вследствие разложения гидрокарбонатов образуется накипь на внутренней поверхности кипятильного сосуда — от парового котла до чайника. Слой плотного осадка ухудшает условия передачи тепла через стенку котла, поскольку теплопроводность накипи в десятки раз меньше теплопроводности стали. Это приводит к перерасходу топлива. Кроме того, металл под накипью перегревается и размягчается, образуются вздутия и трещины, что может привести к разрыву котлов. Также внутреннее пространство труб, по которым подается горячая вода, постепенно забивается выпадающими в осадок солями.

2) Присутствие в воде солей MgSO₄ и MgCl₂ приводит к коррозии, поскольку гидроксид магния — весьма слабое основание и гидролиз солей сильных кислот магния приводит к образованию кислой среды.

Например, в ходе гидролиза образуются слабое основание и сильная кислота:

MgCl₂+ H₂O = Mg(OH)₂ + 2HCl.

Затем ионы водорода взаимодействуют с железом:

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑,

а в присутствии кислорода процесс окисления железа идет далее до образования трехвалентных ионов:

4FeCl₂ + 4HCl + O₂ = 4FeCl₃ + 2H₂O.

Последующая обменная реакция с накопившимся гидроксидом магния приводит к образованию ржавчины:

2FeCl₃ + 3Mg(OH)₂ = 2Fe(OH)₃ + 3MgCl₂.

3) При использовании в качестве моющего средства обычного мыла, которое представляет собой натриевые соли органических карбоновых кислот (так называемых жирных кислот — пальмитиновой СН₃(СН₂)₁₄СООН и стеариновой СН₃(СН₂)₁₆СООН) в жёсткой воде происходит выпадение осадка нерастворимых кальциевых солей этих кислот:

2СН₃(СН₂)₁₄СООNa + Ca²⁺ = (СН₃(СН₂)₁₄СОО)₂Ca↓ + 2Na⁺.

Это приводит, во-первых, к непроизводительному расходу мыла, поскольку сначала оно частично расходуется на связывание солей жёсткости, а только затем может проявить свои моющие свойства (в мягкой воде, наоборот, возникает ощущение, что мыло с трудом смывается с рук). Во-вторых, если использовать мыло в жёсткой воде для стирки, волокна тканей адсорбируют кальциевые и магниевые мыла, что делает ткани хрупкими и ломкими, ведет к потере прочности и преждевременному износу.

4) В жёсткой воде овощи и мясо плохо развариваются, так
как соли кальция с белками пищевых продуктов образуют нерастворимые соединения, которые делают мякоть и кожицу плодов твердыми.

5) Чай в жёсткой воде плохо заваривается, поскольку наличие солей ухудшает условия экстракции (так называется переход веществ в воду из контактирующего с ней твердого вещества или несмешивающейся жидкости).