Меню Рубрики

Домашний анализ воды на жесткость

По телевизору то и дело мелькают сообщения о свойствах жесткой воды и ее вреде не только для бытовой техники, но и организма в целом. Что же это за вода и почему ее называют жесткой? Если удариться в научные факты и прибегнуть к помощи специальной литературы, то станет понятно, что степень жесткости определяют ионы кальция и магния. Чем их меньше, тем мягче и полезнее вода. И здесь справедливо встает вопрос о том, как определить жесткость воды в домашних условиях.

Прежде чем решить поставленную задачу, необходимо разобраться, а нужно ли вообще знать, что такое жесткость воды, как определить в домашних условиях ее степень и что необходимо делать в случае ее превышения.

Ежегодно бытовая техника страдает от накипи, образовавшейся в результате избытка солей в воде, а это значит, ее эффективность снижается в среднем на 20 %.

Требуется большее количество чистящих средств, в связи с замедлением процесса пенообразования и утраты эффективности удаления загрязнений.

Вступая в связь с моющими веществами шампуней и гелей для душа, жесткая вода образует невидимую пленку на теле, способную вызвать раздражение и сухость.

В связи с вышеизложенным, определение жесткости воды в домашних условиях становится не просто интересным занятием, а одним из действий на пути к здоровью.

Знаете ли вы, почему воду принято называть жесткой или мягкой? Такое понятие пошло еще с давних времен, когда для стирки использовалось мыло, содержащее жирные кислоты. Вступая в связь с тканью, они делали ее жесткой на ощупь. Другой версией является способность участия волокон в ионообменных процессах. Взаимодействуя с водой, они дают эффект жесткой ткани.

Так как определить жесткость воды в домашних условиях?

1. Самым простым и быстрым способом проверки, по мнению хозяек, является обычный чай. Достаточно заварить листовой чай, дать ему время настояться и спустя несколько минут посмотреть на его оттенок. Если вода жесткая, он будет мутным и темным. В мягкой воде чай приобретает персиковый цвет.

Также можно сравнить вес воды. Жесткая вода более тяжелая. Но для таких экспериментов потребуются высокоточные весы. Обычные вряд ли покажут ту едва уловимую разницу в весе.

2. Моющие средства тоже могут помочь узнать жесткость воды. Как определить в домашних условиях эту величину при помощи подручных средств? Очень просто! Всего-то понадобится намылить руки.

Мыло моментально пенится? Отлично, значит, содержание солей в воде минимально. А вот если пенообразование затягивается, значит, стоит задуматься о качестве воды.

3. Кстати, мыло станет помощником в определении степени жесткости, если его покрошить в воду. Нерастворенные частицы будут свидетельствовать об избыточном содержании кальция и магния.

А еще как измерить жесткость воды в домашних условиях? Среди отзывов о проверке качества воды можно встретить и указанный выше способ, позволяющий определить ее не хуже специального прибора. Правда, придется его немного усложнить и произвести некоторые вычисления.

Итак, нам понадобится хозяйственное 72 % мыло, очищенная бутилированная и обычная вода из-под крана.

Находим у мыла поперечный разрез и с него собираем стружку. Нам понадобится всего 1 грамм. Подогреваем дистиллированную воду (около десяти мл) и добавляем в нее мыльную стружку. После этого наполняем любой удобный сосуд обычной водой. Пол-литра будет достаточно. Берем шприц и добавляем по 1 мл мыльной воды в сосуд с чистой водой, не забывая каждый раз их размешивать. Прекратить данную манипуляцию нужно после появления устойчивых мыльных пузырей.

Теперь отвечаем на вопрос о том, как узнать жесткость воды в домашних условиях. Определите, сколько мл мыльного раствора было потрачено. Полученные данные умножьте на 2. Результат будет равняться степени жесткости.

4. Обратите внимание, как часто образуется накипь на чайнике. Чем чаще это происходит, тем больше в составе воды солей, а также кальция и магния, которые способствуют образованию налета.

5. Замечали ли вы, что брызги на стекле, высыхая, оставляют белые следы?

6. Отличным помощником в решении этой задачи станет обыкновенная марганцовка. Контактируя с солями жесткости, марганцовка приобретает желтый оттенок. Если такого не произошло, с водой все в порядке.

7. Можно воспользоваться специальным тестом, идентифицирующим жесткость воды.

Итак, способов узнать, насколько жесткая вода, довольно много. Если вы обнаружили, что качество воды вас не устраивает, то воспользуйтесь некоторыми советами.

1. Самый известный метод, которым пользуются все, не задумываясь об истинном предназначении, это кипячение воды. Достаточно прокипятить воду в течение часа, а затем дать ей остыть, как на дне образуется осадок. В дальнейшем убрать его можно путем процеживания. Конечно, таким способом избавиться от солей не удастся, а вот немного смягчить воду представится возможным.

2. Нейтрализовать соль можно щелочью, которая содержится в соде. ¼ чайной ложки на стакан воды — и степень жесткости заметно уменьшена. Многие проверили это на практике!

3. Щелочь можно заменить миндальными отрубями. Они являются конечным продуктом переработки семян миндаля. Столовой ложки на стакан воды вполне хватит.

4. Наиболее простым вариантом является покупка специального фильтра. Однако исследование мнений пользователей на основе отзывов показало, что эффективности в использовании фильтров не наблюдается. Более того, необходимо постоянно следить за системой очистки воды и периодически менять некоторые элементы. Зачастую своевременно это сделать не представляется возможным, и вредные вещества снова оказываются в воде.

Теперь вы знаете, что такое жесткость воды, как определить в домашних условиях ее степень и смягчить при помощи подручных средств. Несомненно, в вопросах качества питьевой воды стоит довериться профессиональным разработкам: специальным полоскам или измерительным устройствам, показывающим количество жестких солей. Однако если такая возможность не представляется, то решить проблему можно самостоятельно, не выходя из дома.

источник

Интересно ли вам, какую воду вы пьёте? Хотели бы узнать, как определить её качество? Сделать это можно разными способами, основным из которых является сдача пробы в лабораторию. Но экспертная оценка качества длится долго и стоит дорого. В этом материале вы узнаете, как сделать экспресс-анализ воды в домашних условиях.

Самый простой способ узнать, можно пить воду или нет – это оценить её органолептические свойства, простыми словами, осуществить экспресс-анализ воды на запах, вкус и цвет. По сути, такие действия человек выполняет практически всегда, прежде чем что-то съесть или выпить. Причём делает он это подсознательно, не задумываясь.

Проверка воды выполняется следующим образом: если у неё приемлемый цвет, то нужно понюхать, при допустимом запахе нужно попробовать и оценить вкус. Решение о пригодности к употреблению принимается по совокупности параметров.

Важно! На вкус воду рекомендуется пробовать после ее кипячения в течение 10 минут.

Естественно, точность органолептического анализа невысокая и полагаться исключительно на него не стоит. Такая мера эффективна в том случае, когда под рукой отсутствуют прочие средства, а органы чувств постоянно при вас.

Экспресс-анализ воды этим методом позволяет однозначно выявить проблемный состав. Но если какой-либо показатель окажется подозрительным — это повод сдать жидкость на лабораторную проверку.

В отличие от вкусовых качеств, неприятный запах является более точным показателем имеющейся проблемы. Самыми распространёнными причинами его возникновения являются:

  • попадание продуктов нефтепереработки или химикатов в воду;
  • происходящие в воде химические реакции, в первую очередь окисление;
  • активная жизнедеятельность микробов и бактерий в воде.

Чтобы справиться с двумя первыми причинами, необходимо провести механическую и сорбционную очистку, только в отдельных случаях потребуется более тщательная фильтрация. К примеру, обратноосмотическая система.

Если в воде активно развиваются микроэлементы, необходимо обезвредить их путём обеззараживания. Можно применить хлорирование или обрабатывание ультрафиолетом.

Кроме того, причинами неприятного запаха воды могут служить такие обстоятельства, как повышенная жёсткость или температурный режим окружающей среды. Для понижения жёсткости можно воспользоваться умягчителями.

Хорошо справляются с задачей полифосфатные фильтры. Важно! Нельзя применять их для очистки питьевой воды, только для жидкости, использующейся в технических целях.

Абсолютная прозрачность – признак идеальной воды. Экспресс-анализ по цветовым характеристикам можно провести следующими способами:

  • Наберите воду в просвечивающий стакан либо колбу и рассмотрите содержимое на фоне белоснежного листка бумаги. Если жидкость имеет тёмный оттенок — в ней, скорее всего, содержится огромное количество активно разлагающихся органических элементов.
  • Налейте в прозрачный сосуд воду и попытайтесь прочесть через него какой-нибудь текст, написанный на белой бумаге. Бокал должен быть абсолютно гладким, иначе символы будут искажаться. Воды в стакане должно быть на уровне 20 см, не меньше. Если все напечатанные знаки отчётливо видны, то жидкость в достаточной степени прозрачна, в ином случае стоит задуматься о её качестве.

Мутность воды свидетельствует о большой численности мелкодисперсной взвеси либо других растворённых составляющих. К ним относятся как органические, так и неорганические сочетания. Не нужно забывать, что такая вода представляет собой идеальную среду для распространения различного рода микроорганизмов.

Чтобы осуществить экспресс-анализ питьевой воды на наличие механических соединений, достаточно наполнить ею ёмкость и дать отстояться. Если образовался осадок, это означает что жидкость необходимо пропустить сквозь фильтр тонкой механической очистки.

Для определения жёсткости достаточно что-нибудь намылить. Вода с высоким уровнем жёсткости трудно намыливается и практически не образовывает пены. А вот показатель Ph рекомендуется проверять экспресс-анализом (тестом) воды с помощью особых индикаторов, таких как лакмусовая бумага.

Такие наборы чаще всего используются для проведения проверки в домашних условиях. Тестовые полоски бывают разными, в зависимости от того, на какое количество компонентов рассчитано исследование. В продаже представлены в широком ассортименте виды наборов для экспресс-анализа воды:

  • Тестовые системы вида ИТ. Исследование проводится с использованием индикаторных трубочек. Степень скопления активного вещества оказывает влияние на окрашивание тестера. Этот способ отличается высоким уровнем достоверности, простоты и хорошей чувствительностью.
  • Тестовые наборы вида РС. Проверка осуществляется при помощи готовых составов либо смесей реагентов. Цвет раствора указывает на концентрацию того или иного вещества в воде. Такие наборы отлично подходят для колориметрического и спектрофотометрического анализа.
  • Наборы тестеров вида ИП. В процессе проверки участвуют индикаторные пигменты. В зависимости от концентрации составляющих цвет пигмента изменяется. Экспресс-анализ воды таким набором проводить достаточно просто, а результат получается точным и быстрым.
  • Специальные наборы для определения качественных показателей воды. С их помощью можно проводить анализ концентрации конкретного вещества: хлора, циановой кислоты и прочих.

Приборы экспресс-анализа воды очень компактны по размеру и просты в применении, понять процесс проверки сможет каждый. Большая их часть пригодна для использования в домашних условиях. В комплекте к каждому набору идёт инструкция по применению, где подробно описан процесс исследования. Приемлемая стоимость таких тестеров является преимуществом для простого человека.

Чтобы получить максимально точный результат, крайне важно предотвратить попадание в образец чужеродных элементов извне. К примеру, плохо очищенная ёмкость для набора воды на пробу может отрицательно повлиять и исказить результаты проверки. Итак, при отборе воды необходимо придерживаться следующих правил:

  • Наливать жидкость для исследования нужно в чистую ёмкость либо специальный пакетик. Лучшим вариантом является приобретение стерильной тары из пластика в аптеке.
  • Прежде чем набирать воду, следует протереть кран или вентиль медицинским спиртом, а также обработать им руки либо надеть стерильные перчатки.
  • Перед набором воды для тестирования её необходимо спустить в течение 5–10 минут при полном напоре, в зависимости от вида источника.
  • В зависимости от предполагаемого количества исследований набрать одну или несколько ёмкостей объёмом от 0,5–1,0 литра.
  • Теперь можно приступать к тестированию реагентами, порошками, трубочками, лакмусовыми бумажками и прочими подручными средствами.

Важно! Если вы собираетесь использовать несколько тестеров, то для каждого из них следует приготовить отдельную ёмкость. То же правило распространяется на лакмусовые бумажки и прочие тесты.

Не забывайте, что своевременно проведённый анализ воды способен предотвратить многие заболевания организма.

источник

Чтобы выразить жесткость воды в цифрах, указывают концентрацию в ней ионов кальция и магния. Международная система единиц рекомендует измерять жесткость в молях на кубический метр, но на практике применяют более удобные единицы.

В России для измерения жесткости используются градусы жесткости и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л).

Чтобы выразить жесткость воды в цифрах, указывают концентрацию в ней ионов кальция и магния. Международная система единиц рекомендует измерять жесткость в молях на кубический метр, но на практике применяют более удобные единицы.

В России для измерения жесткости используются градусы жесткости и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л).

По действующему ГОСТу 31865-2012 единицей измерения жесткости воды является градус — °Ж. 1°Ж = 1 мг-экв/л. Для сравнения 1°Ж (Россия) = 2,8 dH (Германия).

По величине данного показателя вода делится на 3 категории:

По действующему ГОСТу 31865-2012 единицей измерения жесткости воды является градус — °Ж. 1°Ж = 1 мг-экв/л. Для сравнения 1°Ж (Россия) = 2,8 dH (Германия).

По величине данного показателя вода делится на 3 категории:

По санитарным правилам и нормам ( СанПиН 2.1.4.1074–01 ) жесткость питьевой воды из централизованного источника водоснабжения не должна превышать 7 мг-экв/л (в отдельных случаях 10 мг-экв/л).

На практике даже «средняя» жесткость вызывает заметный дискомфорт. Уже 4–5 °Ж дадут о себе знать: оставят накипь в чайнике и плёнку на самом чае, известковый налет на мойке и белые разводы на посуде, «забьют» аэратор водопроводного крана и лейку душа.

По санитарным правилам и нормам ( СанПиН 2.1.4.1074–01 ) жесткость питьевой воды из централизованного источника водоснабжения не должна превышать 7 мг-экв/л (в отдельных случаях 10 мг-экв/л).

На практике даже «средняя» жесткость вызывает заметный дискомфорт. Уже 4–5 °Ж дадут о себе знать: оставят накипь в чайнике и плёнку на самом чае, известковый налет на мойке и белые разводы на посуде, «забьют» аэратор водопроводного крана и лейку душа.

Вариант «Точно»:

Самый точный метод определить жесткость воды — сдать ее на анализ в лабораторию. Например, в Санэпидемстанцию. СЭС проверит не только концентрацию солей жесткости, но и зафиксирует нитраты, пестициды, уровень содержания железа, сероводород, органические примеси и другие вещества, которые часто встречаются в грунтовых водах. Если вы подбираете систему водоочистки для коттеджа, вам обязательно нужно сделать анализ воды.

Вариант «Точно»:

Самый точный метод определить жесткость воды — сдать ее на анализ в лабораторию. Например, в Санэпидемстанцию. СЭС проверит не только концентрацию солей жесткости, но и зафиксирует нитраты, пестициды, уровень содержания железа, сероводород, органические примеси и другие вещества, которые часто встречаются в грунтовых водах. Если вы подбираете систему водоочистки для коттеджа, вам обязательно нужно сделать анализ воды.

Вариант «Быстро»:

Использовать тест-полоски для определения жесткости воды. Они продаются в зоомагазине или в магазине с кофе-машинами, иногда — в фирменных магазинах бытовой техники. Такой тест покажет примерную жесткость. На бумагу нанесен реагент, который при контакте с водой меняет окрас. Полоска опускается на время в воду, и интенсивность ее окраса будет меняться в зависимости от концентрации вещества в воде.

Основные недостатки такого метода: низкая точность и то, что интерпретировать результат теста бывает сложно. Придется сначала на глаз определить интенсивность окраса, сравнив с «палитрой» возможных результатов. А затем указанные на палитре численные значения жесткости переводить из европейских градусов в российские. Качественные тест-полоски обычно зарубежного производства.

источник

Как выполняется контроль жёсткости воды. Понятие жёсткости, от чего она зависит. Анализ воды на жёсткость дома. Лабораторные методы контроля общей и временной жёсткости жидкости. Приборы для выполнения анализа. Методы борьбы с повышенной жёсткостью в быту. Контроль жёсткость воды или анализ воды на жёсткость нужен для определения концентрации солей в жидкости. Этот анализ можно проводить в лабораторных условиях и дома.

Жёсткость воды – термин, говорящий о процентном соотношении солевых частиц магния и калия в жидкости. Она подразделяется на две разновидности:

  • Временная (такая жидкость называется карбонатная);
  • Общая жёсткость (данная вода относится к некарбонатной).

Первый тип жёсткости характеризуется присутствием гидрокарбонатных солевых частиц магния и калия. Если такую воду закипятить, то элементы распадутся на карбонаты и гидроксиды и выпадут в осадок. Именно этот белый налёт часто покрывает наши чайники изнутри и собирается на других нагревательных элементах.

Для жидкости с общей жёсткостью характерно наличие других химических элементов (различных нитратов, хлоридов и тп.п). Обычно жёсткость питьевой воды связана с особенностями вашего региона, составом грунтов. Чем больше известковых пород находится в почве, тем выше жёсткость воды. Но важно не только понимать суть понятия, но и знать, как проверить жёсткость воды. Выполнить это легко как в быту, так и на заводе.

Для проверки жёсткости водопроводной воды дома можно использовать следующие способы:

  1. Постарайтесь обильно вспенить мыльный брусок или порошок для стирки. Если у вас образуется мало пены, то ваша вода имеет повышенную жёсткость. Это возникает по той причине, что солевые частицы калия и магния не позволяют мылу пениться. При обильной пышной пене от любого моющего средства можно утверждать, что вода нежёсткая. Но этот метод не позволят точно определить степень жёсткости.
  2. На вкус также можно отличить жёсткую воду от мягкой. Она более горькая. Но не все могут точно уловить горьковатый привкус солей магния и калия.
  3. Белый осадок в чайниках, накипь на нагревательных элементах других бытовых приборов – признак жёсткой воды. Осадок возникает из-за распада солей и выпадения их на дно. Данная особенность жёсткой воды очень вредит бытовым приборам и отопительному трубопроводу.
  4. От жёсткости воды зависит скорость заваривания чайного напитка. При мягкой воде на эту процедуру уйдёт от 3 до 6 мин., в жёсткой воде чай будет завариваться от 8 до 12 мин. Кстати, на вкус оба напитка будут существенно отличаться.
  5. Благодаря нехитрому компактному измерительному прибору можно очень легко определить жёсткость любой жидкости. Он называется TDS-метр. Агрегат измерят электропроводность жидкости. Чем выше показатель, тем больше уровень солесодержания жидкости. Обычно его ещё называют солемер. Чаще такой анализ воды на жёсткость делают владельцы аквариумов и цветоводы.
  6. Проверить жёсткость воды в быту можно, используя тест-полоски, продающейся в аптеках медтехники.

Для этого анализа можно использовать колориметрическую методику и принцип титрования. Процедура анализа выполняется так: порция воды смешивается с метилоранжем (индикатором), ёмкость устанавливается на светлом фоне. Во вторую тару с водой добавляют соляную кислоту, пока не получится красно-оранжевый цвет воды.

Временную жёсткость жидкости находят в процессе расчёта требуемого количества соляной кислоты по формуле: Нвр = NHCl * VHCL* 1000/ V1, где N-насыщенность раствора, V-его количество, V1-количество пробы.

Этот анализ проводят в лаборатории. Для него используют комплексонометрическую методику. Она базируется на принципе возникновения соединений ионов, подвергающихся анализу, с природными реагентами. Сначала воду в пробирке разводят раствором индикатора на спирту (чёрного этиохрома «Т»). Также для этих целей может использоваться сухая смесь кальциевых и натриевых хлоридов. В итоге полученная смесь окрашивается в насыщенный рубиновый цвет. Затем в пробирку капается вещество, называемое Трилон.

Расчёт общей жёсткости производится по уравнению: Жо=Nx*Vx*1000/V1, где N-насыщенность вещества Трилон, V-его количество, V1-количество пробы.

Как мы уже говорили выше, прибор контроля жёсткости воды называется солемер или TDS-метр. Точность проверки составляет 2%. Основной принцип работы данного агрегата построен на зависимости электропроводности жидкости от общего числа примесей солей магния и калия. То есть чем больше данных солей в воде, тем больше будут показания прибора, а следовательно, тем выше жёсткость воды.

На некоторых предприятиях и заводах наблюдается прямая зависимость между жёсткостью используемой воды и исправностью работы оборудования. Поэтому для обеспечения бесперебойной работы технологического оборудования требуется осуществлять постоянный автоматический контроль жёсткости воды.

Для этих целей используется специальное оборудование, например, анализатор «АКМС-1». Этот прибор непрерывно контролирует содержание солевых частиц кальция и магния в жидкости, поступающей в технологическое оборудование. То есть он подсчитывает общую жёсткость в пределах 0,005-25,0 мг-экв/л.

Как понять, что ваша водопроводная вода жёсткая, мы писали выше. Теперь перечислим ряд мер, позволяющих снизить жёсткость воды в домашних условиях:

  1. Самый простой способ – кипячение воды.
  2. Фильтрация воды через системы обратного осмоса (специальные мембраны).
  3. Использование смягчающих солей.
  4. Применение фильтрующих картриджей.
  5. Магнитное фильтрующее устройство.
  6. Использование ионообменной смолы в комплексе с солевым раствором.

Хотите провести контроль жёсткости воды? Заказать такую услугу вы можете у наших специалистов, для этого вам достаточно связаться с нами по указанным телефонам.

источник

Очень редко в аквариумной литературе можно встретить в одном месте все нужные любителю сведения о химическом анализе воды. Чаще авторы ограничиваются упоминанием вскользь о каком-нибудь «титровании на метил-рот» или о чем-то другом, тоже загадочном для большинства аквариумистов.

Памятуя об этом, предлагаю вниманию читателей собранные из различных отечественных и зарубежных изданий рецепты и методики определения химического состава воды, наиболее доступные и, на мой взгляд, достаточно точные.

Для начала ограничусь только одним соображением: если вы собираетесь заводить аквариум, неплохо заранее определить, что представляет собой вода, которую вы будете в него заливать, и под эту воду подбирать рыб. Правда, это важно только в том случае, если вас, кроме созерцания подводного мира, интересует и размножение его обитателей: взрослые рыбы в отношении химического состава воды, как правило, не очень щепетильны, пока дело не касается продолжения рода.

Содержание химических веществ в воде исчисляется в миллиграммэквивалентах на литр (мг-экв/л) или в так называемых немецких градусах. Их соотношение — 1:2.8. Во всех рецептах вместо дистиллированной можно использовать воду, обессоленную с помощью ионообменных смол.

Общая жесткость — dGH (аббревиатура от deutche Gesamtharte)

Задача состоит в определении суммарного количества ионов Са++ и Мg++, от которых зависит общая жесткость воды (Другие металлы на жесткость не влияют). Распространенный метод основан на способности индикатора эриохром черный Т в щелочной среде (рН

10) менять цвет в присутствии ионов Са++ и Мg++.

Для анализа требуются следующие химически чистые реактивы:

  • этилендиаминтетрауксуснокислый натрий (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, трилон Б);
  • хлористый магний кристаллический — MgCl2; хлористый аммоний — NH4Cl; хлористый натрий — NaCl (поваренная соль);
  • нашатырный спирт — NH4OH 25%-ной концентрации (может быть использована иная концентрация в соответствующем количестве (например, если NH4OH 10%-ный , то его надо взять больше в 2.5 раза);
  • эриохром черный Т (расход его незначителен, нескольких граммов хватает на много лет, не следует только пользоваться его спиртовыми растворами, как это часто рекомендуется, так как они при хранении быстро портятся).

    Приготовление рабочих растворов:

  • Раствор 1: 13.7 грамма трилона Б растворить в 1 литре дистиллированной воды.
  • Раствор 2: 20.3 грамма хлористого магния растворить в 1 литре дистиллированной воды.
  • Раствор 3: к 20 миллилитрам раствора 2 прибавить 52 миллилитра 25%-ного нашатырного спирта.
  • Раствор 4: 8.92 грамма хлористого аммония растворить в 200 миллилитрах дистиллированной воды и добавить 56 миллилитров раствора 1.
  • Раствор 5: смешать растворы 3 и 4 и дополнить дистиллированной водой до литрового объема. Этот раствор (рН 10.0) играет роль буферного.

    Индикатор эриохром черный Т в количестве 0.5 грамма растирается в ступке с 50 граммами хлористого натрия.

    Все растворы и индикатор должны храниться в темноте в герметично закрытой посуде.

    Примечание. Если вы решите уменьшить объем подготавливаемых растворов, помните о том, что с сокращением количества отмериваемых в домашних условиях реактивов нарастают ошибки, а при микродозах вообще можно ожидать грубых искажений результатов анализа.

    Последовательность анализа:

  • в прозрачную бесцветную посуду отмеряют 100 миллилитров испытуемой воды;
  • добавляют 5 миллилитров буферного раствора 5;
  • добавляют и размешивают небольшое количество (на кончике ножа) смеси индикатора с хлористым натрием; в присутствии ионов Са++ и Мg++ раствор становится винно-красным;
  • набирают в бюретку раствор 1 и по каплям вносят в воду при постоянном встряхивании (перемешивании);
  • при изменении цвета раствора на синий через короткую лиловую фазу титрование прекращают и определяют расход раствора 1 в миллилитрах;
  • определяют общую жесткость в градусах dGH из соотношения: 1 миллилитр раствора соответствует 2°.

    Мой знакомый изготовил дефицитную титровальную бюретку сам: оттянул кончик стеклянной трубки, разогрев его на кухонной газовой горелке, а затем заглушил пластилином и, заливая из медицинского шприца в трубку дозированные порции воды, поставил алмазным стеклорезом метки-царапины.

    Карбонатная (переменная) жесткость — dKH (аббревиатура от deutsche Karbonatharte)

    Повышенная чувствительность икры, личинок и мальков многих рыб к растворенным в нерестовой воде карбонатам является одной из проблем их воспроизводства, и обойти ее не удается.

    Для анализа требуются соляная кислота — НСl (имеется в виду, что плотность ее известна) и индикатор метиловый оранжевый (метилоранж) или метиловый красный (метил-рот).

    Приготовление рабочих растворов

  • Раствор 1: 0.1-нормальный раствор соляной кислоты в дистиллированной воде;
  • Раствор 2: 0.1%-ный раствор индикатора в дистиллированной воде (метил-рот растворяется заметно хуже). Последовательность анализа:
  • в чистую прозрачную посуду набирают 100 миллилитров воды и добавляют несколько капель раствора 2. В присутствии карбонатов раствор окрашивается в желтый цвет;
  • с помощью бюретки вводят по каплям раствор 1 при постоянном перемешивании (встряхивании);
  • после изменения цвета индикатора на красноватый титрование прекращают и определяют расход раствора 1;
  • определяют карбонатную жесткость — dKH из соотношения: 1 миллилитр раствора соответствует 2.8°dKH (или 1 мг-экв/л).
    Читайте также:  Анализы воды для системы отопления

    Определение активной реакции воды — pH (аббревиатура от pondus Hudrogenii)

    Анализ носит качественный характер и основан на изменении цвета смеси индикаторов в зависимости от активной реакции воды.

    Для анализа требуются индикаторы метиловый красный и бромтимоловый синий, а также этиловый спирт для их растворения.

    Рабочий раствор 0.1-ный раствор обоих индикаторов в этиловом спирте.

    Для определения рН в прозрачную емкость набирают немного (10-20 миллилитров) воды, добавляют несколько капель рабочего раствора и перемешивают. После становления цвета сравнивают его с цветовой шкалой. Шкала сама по себе проста: при рН»5.0 цвет пробы кирпично-красный, 5.0-5.5 — оранжевый, 5.5-6.8 — желтый, 6.8-7.2 — зеленый, 7.2-8.0 — сине-зеленый, при pH

    8,0 — синий. Разумеется, цвета переходят один в другой постепенно.

    Определение содержания азота

    Для анализа требуются уксусная кислота, сульфаниловая кислота, этиловый спирт, а-нафтол, флуоресцеин.

    Рабочие растворы

  • Раствор 1: 0.1-нормальный раствор уксусной кислоты, насыщенный сульфаниловой кислотой при комнатной температуре.
  • Раствор 2: 0.1%-ный спиртовой раствор а-нафтола и флуоресцеина.

    Последовательность анализа:

  • в чиcтую прозрачную посуду небольшой величины набирают 10 миллилитров испытуемой воды, добавляют 10 капель раствора 1 и перемешивают;
  • туда же добавляют 10 капель раствора 2 и перемешивают;
  • по прошествии 2-3 минут цвет раствора на белом фоне сравнивают с цветовой шкалой. Шкала, состоящая из четырех ступеней, в цветовом отношении очень проста: О миллиграммов на литр — желтая (первоначальная), 0.3 — красновато-желтая, 0.7 — красно-оранжевая, 1.0 и выше — кирпично-красная.

    Определение содержания хлоридов

    Хлориды могут быть представлены в обычной воде набором различных солей (СаСl2, MgCl2, NaCl, КСl, NН4Сl и другие). Распространенное в природе соотношение Ca++,Mg++,Na+ — 2:1:1, остальные хлориды присутствуют в незначительных количествах.

    При общем содержании хлоридов более 15 миллиграммов на литр в аквариуме создается неблагоприятная ситуация для многих рыб.

    Для определения содержания хлоридов требуются химически чистые реактивы — хромистый калий (натрий) и азотнокислое серебро.

    Рабочие растворы

  • Раствор 1: 10%-ный раствор хромистого калия в дистиллированной воде.
  • Раствор 2: 0.1-нормальный раствор азотнокислого серебра в дистиллированной воде.

    Последовательность анализа:

  • в чистую прозрачную посуду отмеряют 100 миллилитров воды и добавляют 5 капель раствора 1. Испытуемая вода окрашивается в чисто-желтый цвет;
  • с помощью бюретки в воду добавляют по каплям раствор 2;
  • титрование прекращают после появления стойкого красноваторозового осадка и определяют расход раствора 2;
  • определяют содержание хлоридов в воде из расчета: 0.1 миллилитра раствора 2 соответствует 3.55 миллиграмма хлоридов в 1 литре воды.

    При большом содержании хлоридов количество испытуемой воды уменьшают в 10 раз, и расход 0.1 миллилитра раствора 2 будет соответствовать 35.5 миллиграмма хлоридов на литр.

    Несколько слов о содержании железа.

    «Ржавая» вода бросается в глаза и без анализа: она всюду оставляет свои следы (например, в раковине под струей из водопроводного крана). Такая вода однозначно неблагополучна для подавляющего большинства рыб. Если не пользоваться ионообменными смолами, содержание железа можно значительно уменьшить, пропуская воду под напором через колонку, наполненную мелким гравием.

    Железо оседает на поверхности камешков. По мере «ржавления» гравий заменяют. Возможна промывка его растворами кислот, образующих с железом растворимые соли (например, раствором соляной кислоты). Способ не дает полной очистки воды от железа, но позволяет довести до состояния, когда она может быть применена в общем аквариуме.

    Учитывая тот факт, что составлением растворов нередко занимаются любители, мало знакомые с химией, привожу некоторые сведения, касающиеся концентрации растворов.

    1. Процентная концентрация означает отношение веса к общему весу раствора. Так. в 100 граммах 10%-ного раствора какого-либо вещества содержится 10 граммов этого вещества и 90 граммов воды.

    2. Молярная концентрация — число грамм-молекул (молей) вещества в 1 литре раствора. Одномолярный (или просто молярный) раствор содержит в 1 литре 1 грамм-молекулу растворенного вещества.

    1 грамм-молекула вещества численно равна его молекулярному весу в граммах. Так, поваренная соль (NaCl) имеет молекулярный вес 58.5 и соответственно ее грамм-молекула весит 58.5 грамма; такое количество соли содержится в ее молярном растворе.

    3. Нормальная концентрация выражается числом грамм-эквивалентов вещества в 1 литре раствора. Обозначения 1н., 0.5н., 0.1н. и т.д. соответствуют нормальному, 0.5-нормальному, 0.1-нормальному и т.д. растворам.

    Грамм-эквивалент кислоты равен ее молекулярному весу, деленному на основность (то есть на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлом). Для одноосновной кислоты (например НСl) нормальность раствора равна его молярности.

    Для щелочей грамм-эквивалент находят путем деления веса грамммолекулы на валентность металла, а для солей — на произведение числа атомов металла и его валентности.

    источник

    Тело человека на 70 % состоит из воды, поэтому вода необходима для поддержания его жизнедеятельности. Прогресс – это, безусловно, прекрасно, но развитие промышленности, особенно химической, крайне отрицательно влияет на экологическую обстановку во всем мире. И первое, что страдает от этого процесса, – качество воды. Необходимо постоянно держать под контролем содержание микроэлементов в питьевой воде, не допуская превышения их нормы. Жесткость воды – довольно значимое ее свойство, от нее зависит состояние здоровья человека и качество его жизни. Данная статья поможет разобраться в вопросе, как определить жесткость воды.

    Вопросы, рассмотренные в материале:

    Зачем определять жесткость воды

    Как определить жесткость воды в домашних условиях

    Как определить жесткость воды в лаборатории

    Какие существуют практические советы по снижению жесткости воды

    Вода содержит в себе растворенные соли щелочноземельных металлов, которые меняют ее физические и химические характеристики. Совокупность свойств воды, обусловленных наличием этих солей, и есть жесткость, которая является очень важным качеством жидкости. Жесткость воды определяют соли кальция и магния, так называемые соли жесткости. Чем меньше подобных примесей содержит вода, тем она мягче. На сегодняшний день в мире пока еще не существует общепринятой единицы измерения жесткости воды.

    В России по государственному стандарту жесткость измеряется в градусах (Ж), при этом 1 Ж равняется 1 мг-экв/л (имеется в виду содержание солей кальция или магния, равное ½ миллимоля на литр). Для соотнесения градусных мер разных стран принята условная единица – пропромилле (ppm – part per million), то есть миллионная часть (1  10-6) базовой массы: 1 ppm = 0,0001 % (1 мг/кг).

    В бытовых приборах, как правило, указываются единицы производителя. Чтобы определить, насколько эти показатели соответствуют установленным ГОСТом нормам, нужно перевести их в российские единицы измерения.

    Перевод градусов жесткости в пропромилле:

    1 мг-экв/л (1°Ж, Россия) = 50,05 ppm.

    Существует три вида жесткости воды:

    Временная (карбонатная) – показывает содержание солей угольной кислоты (гидрокарбонатов Ca и Mg). Они распадаются при кипячении и создают нерастворимый осадок CaCO3 (карбоната кальция) и Mg(OH)2 (гидроокиси магния).

    Постоянная (некарбонатная) – когда вода содержит соли металлов с валентностью 2 (Ca, Mg, Ba, Sr) на основе сильных кислот: HCl (соляной), H2SO4 (серной), HNO3 (азотной). Они не выпадают в осадок под воздействием температуры кипения. При этом соли стронция (Sr) и бария (Ва) не учитываются в определении уровня жесткости воды, поскольку содержание их минимально.

    Общая – является суммой концентрации в воде ионов магния и кальция.

    В Российской Федерации основой для подразделения воды на группы является общая жесткость:

    Опасность для человека, а также для нормального функционирования бытовой техники представляет как слишком жесткая, так и излишне мягкая вода. Вред мягкой воды не очевиден, но она может нанести непоправимый ущерб здоровью костей и зубов, вымывая из организма соли кальция. Кроме того, в ней быстрее распространяется коррозия металла в бытовых электроприборах. Чтобы предотвратить их разрушение, рекомендуется использовать ингибитор.

    Негативные последствия использования жесткой воды:

    Способствует отложению солей в мочеполовой системе человека, вследствие этого образовываются камни в почках, состояние кожи и волос ухудшается. Если вовремя не определить уровень жесткости воды, появится налет внутри системы отопления и в канализационных трубах, что может привести к засорам и другим неприятностям, накипь скапливается внутри бытовых приборов, что неизбежно приведет к их поломке.

    Осадки солей жесткости препятствуют нагреванию ТЭНов, снижая их теплопроводность, поэтому электроэнергии для нагрева воды потребуется значительно больше. И, как следствие, нагревательные элементы сгорают, накапливая, но не выводя тепло должным образом.

    Расход моющих средств увеличивается, поскольку поверхностно-активные вещества (ПАВ) в них, взаимодействуя с солями кальция и магния, формируют нерастворимые соединения, мешающие образованию достаточного количества пены для удаления загрязнений.

    Канализационные трубы приходят в негодность из-за того, что их изнутри покрывает известковый налет, к тому же это может уменьшить напор в кране.

    Важно своевременно определить жесткость воды из водопровода и других источников. Уберечь бытовую технику и водонагревательные приборы от поломок помогут различные смягчители воды.

    Важно определить, какие соли и в каком количестве присутствуют в используемой вами воде, прежде чем приобретать устройства и реагенты для ее смягчения. Обратите внимание, что различные явления природы, таяние снега и количество выпавших осадков могут повлиять на плотность солей, меняя тем самым общую жесткость воды. Рекомендуется сделать анализ на жесткость, чтобы подобрать смягчитель, подходящий конкретно для вашей воды.

    Для бытовых нужд, как то: стирка, уборка, мытье посуды и купание, вполне достаточно одного такого анализа, чтобы определить спектр необходимых средств. При избыточном содержании солей для готовки рекомендуется использовать очищенную воду в бутылях. Можно определить жесткость воды с помощью портативного прибора для обнаружения солей и карбонатов.

    Есть разные способы, как определить жесткости воды. Самый простой и доступный каждому метод – внимательно рассмотреть жидкость и попробовать ее на вкус. Чистая вода прозрачна, не содержит примесей и осадка, она не имеет выраженного вкуса и запаха.

    Содержание солей в воде можно определить косвенно, наблюдая за ее свойствами в бытовых условиях:

    на дне кастрюль, чайника из-за отложения солей образовывается слой накипи;

    в чистой воде мыло растворится полностью, в жесткой же оставит следы в виде белых хлопьев на раковине или ванне;

    моющие средства, порошки дают мало пены и плохо выполаскиваются, оставляя налет и разводы;

    жесткая вода крайне негативно влияет на кожу и волосы, кожа стягивается, сохнет, сальные железы вынуждены вырабатывать больше кожного жира, вследствие чего может появиться раздражение, шелушение, волосы будут жирными у корней и сухими на кончиках, появится перхоть;

    после принятия ванны или душа кожа может быть липкой или с неким налетом;

    основной признак, по которому можно определить жесткость, – неприятный вкус воды. Она становится горьковатой, появляется металлический привкус, если долго пить такую воду без очистки или кипячения, можно заметить темный налет на зубах или даже зубной камень;

    на поверхности заваренного чая появляется пленка, к тому же увеличивается время заваривания;

    соли в воде препятствуют развариванию мясных продуктов и картофеля.

    Еще один простой способ, как определить жесткость воды: налить воду в чистый стакан с прозрачным дном на 20 см и поставить на лист с текстом. Сквозь чистую воду текст можно будет легко прочесть.

    Подобным образом можно также определить цвет воды: в стакан нужно налить 100 мл воды и поставить его на белый лист бумаги. Примеси органики делают воду темнее, что сразу будет заметно на светлом фоне.

    Нагревая воду до определенной температуры, можно также понять, насколько она чистая. Так, при наличии в ней сероводорода при медленном нагревании появится гнилостный запах.

    Присутствие примесей также можно определить по вкусу воды. Для этого следует пять минут прокипятить немного воды в чистой посуде, затем остудить ее до комнатной температуры и попробовать. Сладковатый вкус укажет на содержание гипса, горький – солей магния, терпкий – солей железа. Присутствие в воде различных организмов придаст жидкости привкус гнили. Есть ли в воде твердые примеси, можно определить при помощи фильтра, дав ей отстояться перед этим.

    Капнув воду на стеклянную поверхность и дав ей испариться, посмотрите, не осталось ли следов, жесткая вода непременно после высыхания образует потеки и пятна. Владельцы аквариумов также заметят ухудшение качества воды.

    Все вышеперечисленные способы показывают, как определить жесткость воды, но достоверного результата можно добиться только при помощи лабораторных анализов. Так, чтобы определить качество воды в частном доме, целесообразно обратиться к специалистам, поскольку содержание солей в ней может меняться в связи с различными обстоятельствами. Такой анализ поможет вам выбрать наиболее подходящий для вашей воды фильтр.

    Нужно достоверно определить жесткость воды для посудомоечных машин и аквариумов. Есть несколько относительно точных способов, как определить жесткость воды, не обращаясь в лабораторию.

    Способ № 1. Тест-полоски. Их можно приобрести в аптеке, точность измерения примерно 1-2 °Ж. Принцип использования предельно прост: опустите полоску в емкость с водой и подождите, пока нанесенный на нее реагент изменит цвет, а после сравните с прилагающейся шкалой.

    Способ № 2. Экспресс-тесты определения жесткости воды для аквариумов. В основе этого способа лежит метод титрования. Следует налить 5 мл воды в пробирку, затем капля за каплей ввести реагент, который содержит индикатор. Количество капель реагента, необходимое для изменения цвета раствора с желтого до синего, соответствует числу градусов жесткости воды. Сведения об этом соответствии содержатся в инструкции к тесту.

    Способ № 3. Специализированные приборы. Принцип их работы также основан на методе титрования. Индикаторы реагируют на концентрацию соли в определенном количестве воды изменением цвета. Для интерпретации результатов титрования в лаборатории используют фотоколориметры. Некоторые приборы могут определить жесткость воды, измеряя ее электропроводность. Уровень солей, содержащихся в воде, непосредственно влияет на ее способность проводить электричество. Например, TDS-метр (total dissolved solids, или солемер) и EC-метр (кондуктометр).

    Результат измерения TDS-метр показывает в ppm. Данный прибор способен не только определить наличие солей в общем, но и удельную электропроводность воды. EC-метр помимо этого покажет удельное сопротивление раствора в мкСм/см (микросименс на см). Результат TDS = k × EC, где коэффициент k в пределах 0,55–0,80 (среднее значение 0,67).

    Существуют приборы, объединяющие в себе TDS- и EC-метры. Цена их выше, но определить жесткость воды с их помощью значительно проще. Они помогают отслеживать качество воды, например, для чувствительных растений или аквариумов.

    Бывают случаи, когда нужно как можно точнее определить жесткость воды.

    Как уже говорилось выше, самый доступный, используемый повсеместно метод определения количества солей в воде, – титрование. Однако точность этого метода относительно невысока.

    Один из самых точных приборов, помогающих определить концентрацию солей, по мнению сотрудников лабораторий, – АКМС-1. На экран прибора автоматически выводятся результаты сравнения разности электродных потенциалов и эталонных значений.

    Резонансное поглощение фотонов атомами анализируемых элементов является основой метода атомной спектрометрии. Данный метод отличается высокой точностью, однако стоимость приборов, применяемых в нем, довольно высока.

    Статьи, рекомендуемые к прочтению:

    Выше мы разобрали способы, как определить жесткость воды. В случае если качество воды неудовлетворительное, можно воспользоваться одним из приведенных ниже советов:

    Самый распространенный и доступный каждому метод – кипячение воды. Если прокипятить воду около часа, а затем дать ей отстояться, на дне появится осадок, от которого можно избавиться, процедив жидкость. Соли при таком способе останутся, но вода станет значительно мягче.

    Жесткость воды можно уменьшить, нейтрализовав соли при помощи щелочи. С этой ролью отлично справится обычная сода, ее следует развести в пропорции 0,25 чайной ложки на стакан воды.

    Миндальные отруби могут послужить заменой щелочи. Достаточно одной столовой ложки на стакан воды.

    Специальные фильтры для воды – самый простой, но вместе с тем малоэффективный способ смягчения. Такие системы требуют постоянного контроля и замены некоторых составляющих. В случае, когда заменить или промыть картридж очистки не получается, вредные вещества снова окажутся в воде.

    Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что только использование качественной бутилированной воды обеспечит оптимальное соотношение чистоты и мягкости, что обезопасит здоровье вас и ваших близких.

    Компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

    Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

    подключить систему фильтрации самостоятельно;

    разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

    подобрать сменные материалы;

    устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

    найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

    Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

    источник

    Скважина на участке намного повышает комфорт при проживании в частном доме. Можно не переживать по поводу отключений воды в централизованном водопроводе, экономить на оплате коммунальных услуг и пить «свою» чистую воду. Вот только чистую ли?

    Несомненно, трубы, которые вы проложите на участке от скважины к дому, будут намного чище и безопаснее труб городского или поселкового водопровода. Но вот состав воды в самом водоносном пласте зачастую остается загадкой. Она может содержать примеси естественных, но не слишком полезных веществ – мышьяка, железа, следы просочившихся стоков от ферм и промышленных предприятий, расположившихся неподалеку. Частично обезопасить себя и свою семью можно, установив очищающие фильтры (об очистке воды читайте тут).

    Для их правильного выбора необходимо знать состав воды. К сожалению, полный анализ можно провести лишь в специально оборудованной лаборатории, лучше всего при СЭС вашего города или области. Если такой возможности пока нет, некоторые данные можно получить самостоятельно.

    Прежде всего, необходимо правильно отобрать пробу воды. Для этого потребуется прозрачная тара емкостью 1-1,5 литра. Подойдут пластиковые бутылки от воды (ни в коем случае не от сладкой, сока или пива!). Воду, находящуюся в скважине или колодце, нужно откачать. В среднем, потребуется слить 2-2,5 литра воды на каждые 10 метров глубины скважины. Затем воду набирают в бутылку.

    Лучшее время для анализа воды – ранняя весна, когда растаял снег, или период осенних дождей, в это время все проблемы обостряются.

    Единственные доступные в домашних или полевых условиях методы – органолептические. Сперва внимательно осмотрите воду.

    • Бурый с красным оттенком цвет и обильный осадок, иногда в виде хлопьев, означает, что в воде содержится оксид железа.
    • Вода кажется чистой, но при встряхивании становится коричневато-бурой, эта же окраска появляется при нагревании. Это признаки растворенного железа. Наличие в воде железа особенно характерно для песчаных почв.
    • Желтовато-коричневый, иногда с красноватым оттенком, цвет при отсутствии осадка свидетельствуют о примесях органических соединений железа.
    • Серый цвет воды и черные следы на емкости возникают из-за большого количества марганца в ней.
    • Молочно-белый оттенок, исчезающий при отстаивании, может свидетельствовать о растворенных в воде газах, например, метане.
    • Резкий запах протухших яиц обусловлен сероводородом. Он может быть продуктом жизнедеятельности колоний бактерий.
    • Запахи затхлости, сырой земли, рыбы говорят о присутствии в воде органических соединений. Коричневый или желтый цвет подтверждают это предположение.
    • Химические запахи, например, пластика, нефтепродуктов, гуаши (так пахнет фенол), свидетельствуют о том, что воды на вашем участке загрязнены промышленными стоками. Это самый плохой вариант, так как ни избавиться от причины, ни качественно очистить воду не получится.

    Если вода не имеет никаких посторонних запахов или примесей, попробуйте небольшой глоток.

    • Слегка солоноватый вкус возникает вследствие высокой концентрации минеральных солей NaCl, Na2SO4, MgSO4.
    • Металлическое послевкусие говорит о том, что в воде все-таки есть железо, пусть и в небольших количествах, а ее кислотность повышена.
    • Щелочной вкус – признак высокого щелочного показателя воды в вашей скважине.

    Попробуйте помыть руки с мылом набранной водой. Если оно не пенится, а кожа стала сухой и стянутой, то на вашем участке жесткая вода с большим содержанием солей магния и кальция. Этим часто страдают скважины, пробуренные на глинистых почвах и известняках.

    Компании, продающие оборудование для очистки воды и фильтры, предлагают тесты для анализа воды в домашних условиях. Самые важные из них – тест на рН (водородный показатель), Gh (жесткость), на железо, нитраты, нитриты, аммиак. Стоят они недешево и не всегда бывают доступны в глубинке.

    В крайнем случае, можно воспользоваться тестами для воды для аквариумов, благо они продаются почти в каждом зоомагазине и стоят недорого. Определяя качество воды при помощи тестов, помните, что различные показатели могут изменяться в зависимости от количества пропущенной воды, времени года и даже суток.

    Самостоятельный анализ воды ни в коем случае не может считаться достаточным. При первой же возможности нужно отдать воду из скважины на полноценное лабораторное исследование, как минимум, на 15 показателей. Помимо химического анализа, стоит сделать и бактериологическое исследование. Оно стоит дороже и занимает больше времени, зато вы сможете быть спокойны за здоровье своей семьи.

    источник

    Са2+ + Na2MgТр.→ Mg2+ + Na2СаТр.

    и ионы кальция будут заменены в анализируемой воде ионами магния в эквивалентном отношении.

    Устойчивость комплекса существенно зависит от рН раствора. Поэтому комплексонометрическое титрование ведут в заданном интервале рН, используя различные буферные растворы.

    Методом комплексонометрии можно определить катионы магния, кальция, цинка, алюминия, бария, свинца и многие другие – более 40 различных катионов. Этот метод широко применяется для определения жесткости воды.

    1.6. Методика определения жесткости воды комплексонометрическим

    Метод основан на образовании при рН=10±0,2 прочного бесцветного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния. В эквивалентной точке титрования все ионы кальция и магния связываются в комплексное соединение трилоном Б, в результате чего происходит изменение окраски индикатора от красной до голубой.

    Чувствительность метода составляет 0,5 мг – экв/л при титровании 0,1н

    Отбор проб является важной частью анализа, необходимым условием правильности получаемых результатов.

    Главные принципы, которые требуется соблюдать при отборе проб воды, состоят в следующем:

    1. Проба воды, взятая для анализа, должна отражать условия и место ее отбора. При отборе поверхностных вод необходимо изучить окружающую местность и брать пробы воды выше и ниже спуска сточных вод. Пробы из трубопроводов при наличии штуцера отбирают так, чтобы скорость вытекания воды из трубопровода совпадала со скоростью отбора. Соответственно цели анализа отбирают разовые и смешанные (средние) пробы за определенный период, сливая разовые, взятые из одного и того же места, через равные промежутки времени. Иногда средние пробы

    отбирают одновременно из разных мест исследуемого объекта и сливают вместе. Окончательный объем средней пробы должен быть пропорционален расходу воды и определяется из условия заданного перечня определений.

    2.Объем пробы должен быть достаточным и соответствовать применяемой методике анализа. Для неполного анализа, при котором определяют только несколько компонентов, достаточно отобрать 1 л воды. Для более подробного анализа следует брать 2 л воды.

    3. Пробы воды отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутыли с хорошо подобранной пробкой, а при наличии крупных примесей – в жестяные бидоны или банки с широким горлом. Посуду, используемую для отбора проб, необходимо вымыть хромовой смесью и тщательно промыть водопроводной, а затем дистиллированной водой. Перед отбором пробы посуду ополаскивают несколько раз исследуемой водой.

    4. Отбор пробы, условия транспортирования и сроки хранения определяются из условий отсутствия изменений в содержании определяемых компонентов или в свойствах воды. Необходимо учесть, что ни консервация, ни фиксация не обеспечивают постоянного состава пробы на продолжительное время.

    Целью этих операций является сохранение содержания соответствующего

    компонента без изменения на время, необходимое для доставки и обработки пробы воды. К анализу следует приступать в кратчайший срок после отбора пробы.

    1.6.3. Реактивы и оборудование

    · трилон Б (фиксанал 0,1н) по ТУ 6-09-2540-87;

    · серно – кислый магний MgSO4 (фиксанал 0,1н) ТУ 6-09-2540-87;

    · аммиачный буферный раствор;

    · индикатор эриохром черный Т или кислотный хром темно – синий ч.д.а. ТУ 6-09-3870-87Е;

    · сернистый натрий 9 – водный ч.д.а., Na2S ГОСТ 2053-77.

    · Трилон Б 0,05н: раствор готовят из 0,1н трилона Б, приготовленного из фиксанала, разбавлением его в 20 раз. Для этого 50 мл трилона Б 0,1н переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят до метки обессоленной воды. При отсутствии фиксанала берут навеску 18,613 г. трилона Б и растворяют в мерной колбе на 1000 мл. Устанавливают титр трилона Б по фиксаналу 0,1н MgSO4. Пипеткой отбирают 10 мл 0,1н MgSO4 в коническую колбу, добавляют 90 мл обессоленной воды, 5 мл аммиачно – буферного раствора, 5 – 7 капель индикатора кислотного хром темно – синего (эриохром черного, хромогена) и титруют раствором трилона Б до голубого цвета. Должно пойти 20 мл трилона Б

    · Аммиачный буферный раствор: 20 г NH4Cl растворить в 500 мл воды, добавить 80 мл концентрированного аммиака NH4OH и довести объем до 1000 мл.

    Читайте также:  Анализы воды и их описание

    · Индикаторы кислотный хром темно – синий или эриохром черный Т: 0,5 г индикатора растворяют в 20 мл аммиачно – буферного раствора и доводят объем до 100 мл этиловым спиртом.

    Отобрав определенный объем анализируемой воды (обычно 100мл) в коническую колбу, вводят в нее 5 мл аммиачной буферной смеси, несколько капель

    индикатора и титруют окрашенную в розовый или фиолетово – розовый цвет жидкость раствором трилона Б. Титрование ведут медленно, по каплям, так как образование трилонатных комплексов происходит не мгновенно.
    ибавление титранта, т.е. раствора трилона Б, ведут до наиболее четкого изменения цвета. Здесь необходима, как говорят, «ститровка» всего коллектива данной лаборатории. Дело в том, что резкое «от одной капли» изменение окраски титруемой жидкости происходит только при работе с 0,1н и 0,01н растворами трилона Б. Применение более разбавленных растворов создает не резкое, а постепенное изменение окраски; на это требуется, например, от трех до пяти капель 0,002н раствора трилона Б. Вследствии этого необходимо выработать по возможности единое мнение о той окраски, при которой следует считать титрование законченным. Для этого в ряд конических колб вливают по 100 мл дистиллированной обессоленной воды, добавляют в каждую колбу по 2 мл раствора сернокислого магния (MgSO4) конц.

    1 мг-экв/л и по 5 мл аммиачной буферной смеси. Затем в первую колбу вводят 0,95 мл 0,002н раствора трилона Б, т.е. с явным недостатком, а в каждую следующую на одну каплю больше, чем в предыдущую. Например, 0,95; 0,98; 1,01; 1,04; 1,07; 1,10 мл (если объем капли 0,03мл). Жидкость в последней колбе будет явно перетитрована, т.к. 1 мл 0,002н раствора трилона Б содержит 2 мкг – экв вещества, т.е. такое же количество, что и 2 мл магнезиального раствора. Составив все колбы в ряд, решают, где возникает наиболее четко визуально – определенная разница окрасок. До этого изменение цвета в дальнейшем и ведут титрование. Следует лишь иметь ввиду, что переход окраски отмечается несколько различно в зависимости от освещения. Наиболее четко этот переход заметен при естественном дневном освещении, менее отчетливо при обычном электрическом и хуже всего при лампах «дневного света». Из индикаторов четче всего переход окраски при работе с эриохром черным ЕТ00, но этот индикатор, к сожалению, и наименее чувствителен.

    Так как в анализируемой воде могут присутствовать, кроме кальция и магния, также и другие катионы, взаимодействующие с Трилоном Б, например железо,

    цинк, медь, марганец, то принимают меры против их влияния на результаты титрования. Влияние меди и цинка устраняют добавлением к воде нескольких капель 10% — го раствора сульфида натрия. Образующиеся сернистые медь и цинк столь малорастворимы, что уже не дают трилонаты. Влияние железа может быть предотвращено окислением его до трехвалентного, которое выпадает в щелочной воде в осадок, также очень малорастворимый. Иногда предпочитают закомплексовывать железо лимонной или винной кислотами, добавленными с большим избытком. Марганец в щелочной среде окисляется до марганцовистой кислоты. Жидкость при этом приобретает серый цвет, мешающий титрованию. Введением гидроксиламина или гидрозина сохраняют марганец в двухвалентном состоянии. При этом он оттитровывается вместе с кальцием и магнием, несколько завышая, следовательно, величину жесткости. В водах электростанций марганца

    обычно так мало, что этим завышением пренебрегают.

    Следует заметить, что иногда в водах (чаще всего в котловых) оказываются

    вещества, образуют с индикаторами прочные, окрашенные в красный цвет, соединения. Они лишь очень медленно, иногда в течение часа, разлагаются трилоном Б, причем для этого необходим обычно значительный его избыток. При титровании вод, содержащих такие вещества, розовая окраска или оттенок не устраняются даже после добавления значительных избытков трилона Б. Проба остается неоттитрованной, однако по истечении некоторого времени, иногда 10 – 20 минут, иногда 1 часа, розовый оттенок исчезает и жидкость приобретает явно сильно «перетитрованный» вид. Специальные опыты показывают, что такие прочные соединения с индикаторами, медленно разрушающиеся лишь избытками трилона Б, образуют катионы металлов, расположенных в правой нижней части таблицы Д.И. Менделеева, а также, по – видимому, некоторые органические амины. Устранить мешающее влияние этих агентов иногда удается выпариванием порции воды досуха, прокаливанием сухого остатка при 700 – 8000С и последующим растворением кальциевых и магниевых соединений слабой соляной кислотой. Можно также применить для определения жесткости таких вод олеатный способ.

    1.6.5. Обработка результатов

    Жесткость анализируемой воды вычисляют по формулам:

    Ж= , мг-экв/л

    Ж= = а · 0,5, мг-экв/л

    где а – расход трилона Б, пошедшее на титрование, см3

    N – нормальность раствора трилона Б

    К – поправочный коэффициент к номинальной нормальности

    1.7. Экспериментальные данные

    Проведя анализ, получили показания жесткости исходной воды, которые представлены в таблице 1.2

    Vсредний, см3 Трилон Б 0,05н

    6,60 + 6,57 + 6,74 + 6,59 + 6,45 + 6,51 + 6,52 + 6,41 + 6,59 + 6,57

    а = =

    Ж = = 3,275 мг-экв/л

    Выполнив расчеты по формулам, получили жесткость воды 3,275 мг-экв/л, что соответствует предъявляемым требования к качеству исходной воды.

    Полная себестоимость промышленной продукции — это выраженные в денежной форме затраты предприятия на ее производство и реализацию. Планирование и учет себестоимости продукции ведут по элементам затрат и калькуляционным статьям расходов.

    Элементы затрат: материальные затраты (МЗ), трудовые затраты (ТЗ), амортизация, прочие затраты.

    Статьи калькуляции: сырье и материалы, топливо и энергия на технологические цели, основная и дополнительная зарплата, отчисления в различные фонды, общепроизводственные расходы (ОПР), общехозяйственные расходы (ОХР), коммерческие расходы (КР), прочие расходы.

    Калькуляция себестоимости промышленной продукции состоит из трех частей:

    2. накладные расходы (ОПР, ОХР и КР)

    3. плановые накопления (прибыль и торговые надбавки)

    В состав ОПР входят: расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (амортизация производственного оборудования и транспорта, расход энергии на приведение в действие оборудования, ремонт оборудования, расходы по внутризаводскому перемещению грузов, износ инструментов) и цеховые расходы (зарплата цехового персонала, амортизация, содержание и ремонт основных фондов, расходы на ОТ и ТБ, недостачи и потери от порчи и простоев).

    В состав ОХР входят: расходы по содержанию аппарата управления (зарплата руководителей, амортизация и содержание непроизводственных зданий и сооружении и легковых автомобилей, расходы на содержание вычислительных

    центров, почтово-телеграфные расходы) и прочие общехозяйственные расходы (зарплата служащих, расходы на подготовку кадров и другие).

    Коммерческие расходы включают расходы на анализ рынка, рекламу и прочие.

    Калькуляция себестоимости промышленной продукции

    Основная заработная плата производственных рабочих (Зосн)

    Дополнительная заработная плата производственных рабочих (Здоп)

    Отчисления во внебюджетные фонды (Овбф)

    Итого трудовые затраты (ТЗ)

    Общепроизводственные расходы (ОПР)

    Общехозяйственные расходы (ОХР)

    Итого производственная себестоимость (С/Спр)

    Итого полная себестоимость (С/Сполн)

    Рыночная цена продукции (Црын)

    Расчет статей калькуляции.

    1. Определяем трудовые затраты:

    ТЗ = Зосн + Здоп + Овбф = 450 + 45 + 126 = 621

    Здоп = 10% от Зосн = 450 ∙ 0,1 = 45

    Овбф ≈ 28% от Зосн = 450 ∙ 0,28 = 126

    2. Определяем общехозяйственные расходы: ОХР = Зосн · Кохр = 450 ∙ 1,3 = 585

    3. Определяем производственную себестоимость: С/Спр = ПЗ + ОПР + ОХР = 711 + 135 + 585 = 1431

    4. Определяем коммерческие расходы:

    КР = С/Спр · Ккр = 1431 ∙ 0,02 = 28,6

    5. Определяем полную себестоимость:

    С/Сполн = С/Спр + КР = 1431 + 28,62 = 1459,6

    П = С/Сполн · 0,3 = 1459,6 ∙ 0,3 = 437,9

    7. Определяем оптовую цену:

    Цопт = С/Сполн + П = 1459,6 + 437,9 = 1897,5

    8.Определяем налог на добавленную стоимость: НДС = Цопт · 0,18 = 1897,5 ∙ 0,18 = 341,5

    9. Определяем отпускную цену:

    Цотп = Цопт + НДС = 1897,5 + 341,5 = 2239

    10. Определяем торговую надбавку:

    ТН = Цотп · 0,25 = 2239 ∙ 0,25 = 559,75

    11. Определяем рыночную цену:

    Црын = Цотп + ТН = 2239 + 559,75 = 2798,75

    3. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСОСТИ

    Лабораторные, складские и вспомогательные помещения снабжаются средствами пожаротушения в соответствии с разработанными на предприятии нормами.

    К первичным огнетушащим средствам относятся различные огнетушители, асбестовое полотно, а также водопроводная вода. В условиях лаборатории, при чрезвычайном обилии различных горючих веществ с различными свойствами, особенно важно правильное и своевременное применение первичных средств тушения огня. Успешная борьба с возгораниями не возможна без четкого знания возможностей и областей применения каждого из имеющихся в лаборатории огнетушащих средств.

    В химической лаборатории рекомендуется использовать углекислотные, порошковые, пенные и воздушно-пенные огнетушители.

    Углекислотный огнетушитель должен быть в каждом лабораторном помещении, независимо от наличия других средств огнетушения.

    Лабораторные помещения должны быть оснащены средствами индивидуальной защиты (СИЗ): защитными очками, резиновыми перчатками, фартуком, аптечкой для оказания первой помощи; на рабочих местах надлежит иметь достаточное количество нейтрализующих средств (3% содовый и 2% кислотный растворы).

    Подавляющая часть работ в химической лаборатории связана с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов. Поэтому технике безопасности при работе со стеклом необходимо уделять самое серьезное внимание:

    · нельзя нагревать не термостойкие стаканы и колбы на открытом огне или непосредственно электроплитке, а также резко охлаждать нагретые сосуды;

    В данной работе представлено описание использования воды в промышленности, основные показатели качества воды и ее свойства, такие как щелочность, жесткость, прозрачность, реакция воды и другие.

    Подробно рассмотрены способы водоподготовки.

    Изложены возможные методы определения жесткости воды, подробно рассмотрен комплексонометрический метод.

    Представлены методика анализа, правила отбора проб воды для анализа, правила приготовления реактивов и выполнения анализа. Также представлена таблица экспериментальных данных, из которой следует, что жесткость воды составляет 3,275 мг-экв/л, что соответствует предъявляемым требования к качеству исходной воды.

    Дан экономический расчет статей калькуляции.

    Дана техника безопасности при работе в химических лабораториях. Описаны правила работы со стеклом, средства пожаротушения, а также средства личной защиты и спецодежда сотрудников химических лабораторий.

    1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. – М.: Химия, 1972

    2. Васильев В.П.Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрические методы анализа. – М.: Дрофа, 2005.

    3.Временное методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии. – М.: Металлургия, 1981.

    4.Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Химия, 1980.

    5.Гурвич С.М., Кострикин Ю.М. Оператор водоподготовки. – М.: Энергия, 1967.

    6. Инструкция о порядке проведения химического анализа воды и пара в Паросиловом цехе ОАО «ММК» ЭИ-ПСЦ-3-44-2008

    7.Кострикин Ю.М. Инструкция. – М.: 1967.

    8. Крешков А.П., Ярославцева А.А. Курс аналитической химии. Количественный анализ. – М.: Химия, 1982.

    9. Посыпайко В.И., Васина Н.А. Аналитическая химия и технический анализ. – М.: Высшая школа, 1979.

    10.Сороко В.Е., Вечная С.В., Попова Н.Н. Основы химической технологии. – СПб.: 1986.

    · стеклянная посуда не предназначена для работы на повышенном давлении;

    · нельзя допускать нагревание жидкостей в закрытых колбах или приборах, не имеющих сообщения с атмосферой;

    · категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины или отбитые края;

    · осколки разбитой посуды убирают только с помощью щетки и совка, но ни в коем случае не руками;

    · стеклянные приборы и посуду больших размеров можно переносить только двумя руками. Поднимать крупные бутыли за горло запрещается.

    Транспортировка до рабочего места химических реактивов (до 2 – х литров) должна осуществляться в специальных металлических контейнерах (ведрах).

    Бутылки, реактивные склянки и колбы с химическими реактивами должны иметь надпись этикетку, бирку с названием. Хранить на рабочих местах вещества неизвестного происхождения запрещено!

    При разведении концентрированных реактивов их приливают тонкой струей в воду при одновременном перемешивании раствора. Приливать воду к концентрированным кислотам и щелочам запрещено!

    Нейтрализовать разрешается лишь разбавленные кислоты разбавленными щелочами и наоборот. При смешивании, нейтрализации или разбавлении растворов, сопровождающихся выделением тепла, необходимо пользоваться термостойкой посудой.

    Нельзя засасывать концентрированные кислоты и щелочи ртом в пипетку, необходимо пользоваться резиновыми грушами.

    Дозировка кислот, щелочей и других химических реактивов производится с помощью мензурок, цилиндров и другой мерной посуды в реактивную склянку.

    Все работы должны проводиться в СИЗ: резиновых перчатках, очках, фартуке и спецодежде (халате).

    После каждого пользования концентрированными реактивами необходимо тщательно мыть руки.При разливе концентрированных химических веществ,

  • После проведения полного обессоливания воды необходимо убедится в отсутствии в ней как катионов (Mg 2+ , Ca 2+ ), так и анионов (SO4 2– , NO3 – , Cl – ). Анализ на содержание указанных анионов в воде до ее обессоливания и после проводится качественно.

    SO4 2– – раствор хлорида бария дает белый осадок сульфата бария;

    Cl – – при добавлении раствора нитрата серебра образуется белый осадок хлорида серебра;

    NO3 – – при добавлении раствора дифениламина в серной кислоте появляется характерное для ионов NO3 – синее окрашивание.

    Определение содержания взвешенных частиц (мутность воды)

    Мутность воды определяется фотоколориметрическим методом при длине волны 440 нм. Оптическую плотность измеряют в кюветах с толщиной поглощающего слоя 3 мм. Количество взвешенных частиц в воде находят по калибровочной кривой.

    Регистрирующим прибором в фотоколориметре служит микроамперметр типа М907, оцифрованный в микроамперах и имеющий шкалу 0–100 делений, соответствующих шкале коэффициентов пропускания –  и оптической плотности – D. При измерении со светофильтром 440 нм, отмеченным на лицевой панели колориметра черным цветом, ручку «Чувствительность» устанавливают в одно из положений 1, 2 или 3. Рабочие поверхности кювет перед каждым измерением необходимо тщательно протирать спирто-эфирной смесью, жидкость в кюветы наливать до метки на боковой поверхности кюветы. При установке кювет в кюветодержатель нельзя касаться пальцами участков поверхности кювет ниже уровня жидкости в них.

    Колориметр включают в сеть за 15 мин до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемником перекрывает световой пучок). В световой пучок помещают кювету со стандартным раствором, по отношению к которому производят измерения, и крышку кюветного отделения закрывают. Ручками «Чувствительность» и «Установка 100» устанавливают отсчет 100 по шкале колориметра. Затем поворотом ручки кювету со стандартным раствором заменяют кюветой с исследуемым раствором. После этого производят отсчет по шкале колориметра, соответствующий коэффициенту пропускания исследуемого раствора в процентах, или по шкале D в единицах оптической плотности. Измерения проводят 3–5 раз и окончательное значение измеряемой величины определяют как среднее арифметическое полученных значений.

    Для определения общей жесткости воды в лабораторных условиях используют комплексонометрический метод, основанный на образовании сложных соединений анализируемых ионов с органическими реагентами (комплексонами) (1). Перед началом работы пробу разбавляют спиртовым раствором индикатора эриохрома черного Т или сухой смесью хлорида натрия и кальция. К окрашенному в вино-красный цвет раствору добавляется по каплям Трилон Б. Величину общей жесткости вычисляют по формуле:

    Жо=Nx*Vx*1000/V1

    (N-нормальность раствора Трилона Б, V-объем раствора Трилона Б, V1-объем пробы).

    Для справки: Титрование (титриметирческий анализ) – метод количественного расчета содержания вещества, реагирующего с реактивом известной концентрации.

    При помощи титрования и колориметрического метода можно узнать не только величину общей, но и временной жесткости. Для этого исследуемые пробы соединяют с индикатором (метилоранж), после чего эталонный образец переставляют на белый фон, а вторую пробирку титруют раствором соляной кислоты до появления оранжево-красного оттенка. Рассчитывая необходимое количество «солянки», определяют временную жесткость воды.

    Нвр = NHCl * VHCL* 1000/ V1

    (N-нормальность раствора соляной кислоты, V-объем раствора соляной кислоты, V1-объем пробы)

    Уравнение реакции:

    Титрование – один из самых распространенных и простых методов определения концентрации ионов кальция и магния. К минусам традиционных методик следует отнести невысокую точность.

    О том, как проверить жесткость воды с минимальными погрешностями, знает обслуживающий персонал высокоточных приборов. Ярким примером одного из самых надежных инструментов определения концентрации ионов кальция и магния является АКМС-1. По результатам сравнения разности электродных потенциалов с эталонными значениями, прибор автоматически выводит результаты анализа на дисплей.

    Метод атомной спектрометрии основывается на резонансном поглощении света атомами исследуемых химических элементов. К преимуществам подобного метода относится высокая точность. Недостатком атомной спектрометрии считают высокую стоимость требуемых приборов.

    Для определения жесткости воды можно воспользоваться приборами и инструментами, используемыми в аквариумистике. С точностью до 2% снимают показания TDS-метры.

    Принцип действия подобного прибора основан на прямой зависимости электропроводности и количества растворенных солей кальция и магния.

    На заводах и предприятиях, а также в лабораторных условиях очистных сооружений наиболее точными считаются результаты нескольких опытов, различающихся методикой вычисления концентрации «целевых» компонентов или частиц загрязнителя.

    Выделяют три вида жёсткости:

    • временная (карбонатная), обусловленная содержанием гидрокарбонатов кальция и магния – солей слабой угольной кислоты. При кипячении соли распадаются, в результате образуется нерастворимый осадок из карбоната кальция (СаСО3) и гидроокиси магния (Мg(OH)2;
    • постоянная (некарбонатная), от которой невозможно избавиться кипячением. В воде находят соли двухвалентных металлов (кальция, магния, бария и стронция), образованных сильными кислотами: соляной (HCl), серной (H2 SO4), азотной (HNO3). Соли бария и стронция для расчета степени жёсткости воды не учитывают, поскольку их количества незначительны;
    • общая – определяется как суммарная концентрация ионов кальция и магния в воде.

    В России воду классифицируют в зависимости от величины показателя общей жёсткости:

    • до 2°Ж – мягкая;
    • от 2 до 10°Ж – средней жёсткости;
    • более 10°Ж – жёсткая.

    Как и почему меняется жесткость воды

    Слишком жёсткая или слишком мягкая вода может нанести непоправимый вред как бытовым приборам, так и здоровью людей. Мягкая вода вымывает из организма кальций, из-за чего разрушаются кости и зубы. В такой воде активно коррозируют металлические поверхности. Чтобы этого избежать, используют ингибитор коррозии.

    • создает слишком большую солевую нагрузку для мочеполовой системы. Возможно появление мочекаменной болезни, ухудшение состояния волос и кожи;
      неблагоприятно действует на теплотехнические и сантехнические системы, приносит немалый вред бытовой технике;
    • приходится тратить больше тепла на нагрев воды: слой накипи (осадок из солей жесткости), появившийся на ТЭНах, обладает низкой теплопроводностью. Из-за недостаточного отвода тепла нагревательные элементы часто сгорают;
    • увеличивается расход моющих средств из-за того, что поверхностно-активные вещества (ПАВ), входящие в состав, дают с солями кальция и магния нерастворимые соединения и не образуют достаточного для удаления загрязнений количества пены;
    • стенки трубопроводов быстро зарастают известковыми отложениями, поэтому в водопроводной системе снижается напор, трубы приходится менять.

    Следите за показателями жёсткости воды, поступающей из водопровода или местного источника. Если пользоваться доступными средствами смягчения воды, водопроводная система, нагреватели, стиральная и посудомоечная машины прослужат намного дольше.

    Прежде чем покупать дорогие устройства и реагенты, выясните, какие соли и в каком количестве присутствуют в водопроводной воде. Показатель общей жёсткости меняется в зависимости от количества осадков, таяния снега и других явлений, влияющих на концентрацию солей. Чтобы правильно выбрать умягчители, сначала сделайте анализ на определение жёсткости воды.

    Для бытовых целей: умывания, стирки и уборки, – достаточно выяснить показатель жесткости воды один раз и в случае необходимости использовать подходящие средства. Для приготовления пищи, если водопроводная слишком вода жёсткая, целесообразно использовать бутилированную воду хорошего качества, которую периодически проверять портативным и несложным в обращении прибором для определения общей и карбонатной жёсткости.

    Предположить, что вода содержит большое количество солей щелочноземельных металлов, можно по следующим признакам:

    • плохо пенится мыло и стиральный порошок;
    • на поверхности нагревательных приборов образуется известковый налет;
    • вода имеет горьковатый вкус и дольше обычного заваривается чай;
    • при кипячении на поверхности воды образуется характерная пленка;
    • плохо развариваются мясные продукты.

    1. Полоски жесткости воды. Продаются в аптечных магазинах «Медтехника», показывают результат измерения с точностью 1-2°Ж.

    Инструкция: опустить полоску жесткости в стакан с водой, подождать, пока индикатор, которым она пропитана, изменит цвет, затем сравнить с эталонной шкалой.

    2. Экспресс-тесты для аквариумов. Этот способ основан на методе титрования.

    Пример аквариумного теста жесткости

    Инструкция: в пробирку налить 5 мл воды и по каплям добавить реагент, содержащий индикатор. Число капель реагента, необходимых для того, чтобы раствор из жёлтого стал синим, равно количеству градусов жёсткости, каких именно – указано в инструкции к тесту.

    3. Специальные приборы. Самый простой и точный метод определения жёсткости воды – титрование. Основан на реакции индикаторов, их способности менять цвет при достижении той или иной концентрации в строго определенном количестве воды, содержащей соли. В лабораториях результаты титрования обрабатывают с помощью фотоколориметра.

    Существуют приборы, принцип действия которых заключается в измерении электропроводности воды. Уровень проводимости прямо пропорционально зависит от концентрации солей кальция и магния, растворённых в воде. В продаже есть приборы типа TDS-метр (total dissolved solids, или «солемер») и EC-метр (кондуктометр).

    Пример TDS-метра

    TDS-метр выдаёт результат в ppm. Устройство показывает общее содержание солей и удельную электропроводность воды. EC-метр дополнительно показывает и удельное сопротивление раствора в мкСм/см (микро Сименс). Результат TDS = k * EC, где коэффициент k в пределах 0,55–0,80 (среднее значение 0,67).

    TDS и EC-метр в одном приборе. Дороже, но удобнее

    С помощью таких приборов удобно следить и поддерживать требуемое качество воды в аквариумах или для полива растений, чувствительных к повышенной жёсткости.

    Жёсткость воды – термин, говорящий о процентном соотношении солевых частиц магния и калия в жидкости. Она подразделяется на две разновидности:

    • Временная (такая жидкость называется карбонатная);
    • Общая жёсткость (данная вода относится к некарбонатной).

    Первый тип жёсткости характеризуется присутствием гидрокарбонатных солевых частиц магния и калия. Если такую воду закипятить, то элементы распадутся на карбонаты и гидроксиды и выпадут в осадок. Именно этот белый налёт часто покрывает наши чайники изнутри и собирается на других нагревательных элементах.

    Для жидкости с общей жёсткостью характерно наличие других химических элементов (различных нитратов, хлоридов и тп.п). Обычно жёсткость питьевой воды связана с особенностями вашего региона, составом грунтов. Чем больше известковых пород находится в почве, тем выше жёсткость воды. Но важно не только понимать суть понятия, но и знать, как проверить жёсткость воды. Выполнить это легко как в быту, так и на заводе.

    Для проверки жёсткости водопроводной воды дома можно использовать следующие способы:

    1. Постарайтесь обильно вспенить мыльный брусок или порошок для стирки. Если у вас образуется мало пены, то ваша вода имеет повышенную жёсткость. Это возникает по той причине, что солевые частицы калия и магния не позволяют мылу пениться. При обильной пышной пене от любого моющего средства можно утверждать, что вода нежёсткая. Но этот метод не позволят точно определить степень жёсткости.
    2. На вкус также можно отличить жёсткую воду от мягкой. Она более горькая. Но не все могут точно уловить горьковатый привкус солей магния и калия.
    3. Белый осадок в чайниках, накипь на нагревательных элементах других бытовых приборов – признак жёсткой воды. Осадок возникает из-за распада солей и выпадения их на дно. Данная особенность жёсткой воды очень вредит бытовым приборам и отопительному трубопроводу.
    4. От жёсткости воды зависит скорость заваривания чайного напитка. При мягкой воде на эту процедуру уйдёт от 3 до 6 мин., в жёсткой воде чай будет завариваться от 8 до 12 мин. Кстати, на вкус оба напитка будут существенно отличаться.
    5. Благодаря нехитрому компактному измерительному прибору можно очень легко определить жёсткость любой жидкости. Он называется TDS-метр. Агрегат измерят электропроводность жидкости. Чем выше показатель, тем больше уровень солесодержания жидкости. Обычно его ещё называют солемер. Чаще такой анализ воды на жёсткость делают владельцы аквариумов и цветоводы.
    6. Проверить жёсткость воды в быту можно, используя тест-полоски, продающейся в аптеках медтехники.

    Для этого анализа можно использовать колориметрическую методику и принцип титрования. Процедура анализа выполняется так: порция воды смешивается с метилоранжем (индикатором), ёмкость устанавливается на светлом фоне. Во вторую тару с водой добавляют соляную кислоту, пока не получится красно-оранжевый цвет воды.

    Временную жёсткость жидкости находят в процессе расчёта требуемого количества соляной кислоты по формуле: Нвр = NHCl * VHCL* 1000/ V1, где N-насыщенность раствора, V-его количество, V1-количество пробы.

    Этот анализ проводят в лаборатории. Для него используют комплексонометрическую методику. Она базируется на принципе возникновения соединений ионов, подвергающихся анализу, с природными реагентами. Сначала воду в пробирке разводят раствором индикатора на спирту (чёрного этиохрома «Т»). Также для этих целей может использоваться сухая смесь кальциевых и натриевых хлоридов. В итоге полученная смесь окрашивается в насыщенный рубиновый цвет. Затем в пробирку капается вещество, называемое Трилон.

    Расчёт общей жёсткости производится по уравнению: Жо=Nx*Vx*1000/V1, где N-насыщенность вещества Трилон, V-его количество, V1-количество пробы.

    Как мы уже говорили выше, прибор контроля жёсткости воды называется солемер или TDS-метр. Точность проверки составляет 2%. Основной принцип работы данного агрегата построен на зависимости электропроводности жидкости от общего числа примесей солей магния и калия. То есть чем больше данных солей в воде, тем больше будут показания прибора, а следовательно, тем выше жёсткость воды.

    На некоторых предприятиях и заводах наблюдается прямая зависимость между жёсткостью используемой воды и исправностью работы оборудования. Поэтому для обеспечения бесперебойной работы технологического оборудования требуется осуществлять постоянный автоматический контроль жёсткости воды.

    Для этих целей используется специальное оборудование, например, анализатор «АКМС-1». Этот прибор непрерывно контролирует содержание солевых частиц кальция и магния в жидкости, поступающей в технологическое оборудование. То есть он подсчитывает общую жёсткость в пределах 0,005-25,0 мг-экв/л.

    Читайте также:  Анализы воды и их проверка

    Как понять, что ваша водопроводная вода жёсткая, мы писали выше. Теперь перечислим ряд мер, позволяющих снизить жёсткость воды в домашних условиях:

    1. Самый простой способ – кипячение воды.
    2. Фильтрация воды через системы обратного осмоса (специальные мембраны).
    3. Использование смягчающих солей.
    4. Применение фильтрующих картриджей.
    5. Магнитное фильтрующее устройство.
    6. Использование ионообменной смолы в комплексе с солевым раствором.

    Хотите провести контроль жёсткости воды? Заказать такую услугу вы можете у наших специалистов, для этого вам достаточно связаться с нами по указанным телефонам.

    Самый простой способ узнать, можно пить воду или нет – это оценить её органолептические свойства, простыми словами, осуществить экспресс-анализ воды на запах, вкус и цвет. По сути, такие действия человек выполняет практически всегда, прежде чем что-то съесть или выпить. Причём делает он это подсознательно, не задумываясь.

    Проверка воды выполняется следующим образом: если у неё приемлемый цвет, то нужно понюхать, при допустимом запахе нужно попробовать и оценить вкус. Решение о пригодности к употреблению принимается по совокупности параметров.

    Важно! На вкус воду рекомендуется пробовать после ее кипячения в течение 10 минут.

    Естественно, точность органолептического анализа невысокая и полагаться исключительно на него не стоит. Такая мера эффективна в том случае, когда под рукой отсутствуют прочие средства, а органы чувств постоянно при вас.

    Экспресс-анализ воды этим методом позволяет однозначно выявить проблемный состав. Но если какой-либо показатель окажется подозрительным — это повод сдать жидкость на лабораторную проверку.

    В отличие от вкусовых качеств, неприятный запах является более точным показателем имеющейся проблемы. Самыми распространёнными причинами его возникновения являются:

    • попадание продуктов нефтепереработки или химикатов в воду;
    • происходящие в воде химические реакции, в первую очередь окисление;
    • активная жизнедеятельность микробов и бактерий в воде.

    Чтобы справиться с двумя первыми причинами, необходимо провести механическую и сорбционную очистку, только в отдельных случаях потребуется более тщательная фильтрация. К примеру, обратноосмотическая система.

    Если в воде активно развиваются микроэлементы, необходимо обезвредить их путём обеззараживания. Можно применить хлорирование или обрабатывание ультрафиолетом.

    Кроме того, причинами неприятного запаха воды могут служить такие обстоятельства, как повышенная жёсткость или температурный режим окружающей среды. Для понижения жёсткости можно воспользоваться умягчителями.

    Хорошо справляются с задачей полифосфатные фильтры. Важно! Нельзя применять их для очистки питьевой воды, только для жидкости, использующейся в технических целях.

    Абсолютная прозрачность – признак идеальной воды. Экспресс-анализ по цветовым характеристикам можно провести следующими способами:

    • Наберите воду в просвечивающий стакан либо колбу и рассмотрите содержимое на фоне белоснежного листка бумаги. Если жидкость имеет тёмный оттенок — в ней, скорее всего, содержится огромное количество активно разлагающихся органических элементов.
    • Налейте в прозрачный сосуд воду и попытайтесь прочесть через него какой-нибудь текст, написанный на белой бумаге. Бокал должен быть абсолютно гладким, иначе символы будут искажаться. Воды в стакане должно быть на уровне 20 см, не меньше. Если все напечатанные знаки отчётливо видны, то жидкость в достаточной степени прозрачна, в ином случае стоит задуматься о её качестве.

    Мутность воды свидетельствует о большой численности мелкодисперсной взвеси либо других растворённых составляющих. К ним относятся как органические, так и неорганические сочетания. Не нужно забывать, что такая вода представляет собой идеальную среду для распространения различного рода микроорганизмов.

    Чтобы осуществить экспресс-анализ питьевой воды на наличие механических соединений, достаточно наполнить ею ёмкость и дать отстояться. Если образовался осадок, это означает что жидкость необходимо пропустить сквозь фильтр тонкой механической очистки.

    Для определения жёсткости достаточно что-нибудь намылить. Вода с высоким уровнем жёсткости трудно намыливается и практически не образовывает пены. А вот показатель Ph рекомендуется проверять экспресс-анализом (тестом) воды с помощью особых индикаторов, таких как лакмусовая бумага.

    Такие наборы чаще всего используются для проведения проверки в домашних условиях. Тестовые полоски бывают разными, в зависимости от того, на какое количество компонентов рассчитано исследование. В продаже представлены в широком ассортименте виды наборов для экспресс-анализа воды:

    • Тестовые системы вида ИТ. Исследование проводится с использованием индикаторных трубочек. Степень скопления активного вещества оказывает влияние на окрашивание тестера. Этот способ отличается высоким уровнем достоверности, простоты и хорошей чувствительностью.
    • Тестовые наборы вида РС. Проверка осуществляется при помощи готовых составов либо смесей реагентов. Цвет раствора указывает на концентрацию того или иного вещества в воде. Такие наборы отлично подходят для колориметрического и спектрофотометрического анализа.
    • Наборы тестеров вида ИП. В процессе проверки участвуют индикаторные пигменты. В зависимости от концентрации составляющих цвет пигмента изменяется. Экспресс-анализ воды таким набором проводить достаточно просто, а результат получается точным и быстрым.
    • Специальные наборы для определения качественных показателей воды. С их помощью можно проводить анализ концентрации конкретного вещества: хлора, циановой кислоты и прочих.

    Приборы экспресс-анализа воды очень компактны по размеру и просты в применении, понять процесс проверки сможет каждый. Большая их часть пригодна для использования в домашних условиях. В комплекте к каждому набору идёт инструкция по применению, где подробно описан процесс исследования. Приемлемая стоимость таких тестеров является преимуществом для простого человека.

    Чтобы получить максимально точный результат, крайне важно предотвратить попадание в образец чужеродных элементов извне. К примеру, плохо очищенная ёмкость для набора воды на пробу может отрицательно повлиять и исказить результаты проверки. Итак, при отборе воды необходимо придерживаться следующих правил:

    • Наливать жидкость для исследования нужно в чистую ёмкость либо специальный пакетик. Лучшим вариантом является приобретение стерильной тары из пластика в аптеке.
    • Прежде чем набирать воду, следует протереть кран или вентиль медицинским спиртом, а также обработать им руки либо надеть стерильные перчатки.
    • Перед набором воды для тестирования её необходимо спустить в течение 5–10 минут при полном напоре, в зависимости от вида источника.
    • В зависимости от предполагаемого количества исследований набрать одну или несколько ёмкостей объёмом от 0,5–1,0 литра.
    • Теперь можно приступать к тестированию реагентами, порошками, трубочками, лакмусовыми бумажками и прочими подручными средствами.

    Важно! Если вы собираетесь использовать несколько тестеров, то для каждого из них следует приготовить отдельную ёмкость. То же правило распространяется на лакмусовые бумажки и прочие тесты.

    Не забывайте, что своевременно проведённый анализ воды способен предотвратить многие заболевания организма.

    Экология потребления. Наука и техника: Рассказ пойдёт о том, что загрязняет воду, как её чистят и почему я спокойно пью из родника, содержащего много нитратов.

    Последние пять лет я занимаюсь химическим анализом воды и нахожусь в контакте с инженерами по водоподготовке. К нам приходят самые разные люди: для одних система очистки воды — очень дорогое, но жизненно необходимое приобретение, другие просто начитались страшилок в Интернете и хотят «живую воду». Но для нас, как и для врачей, все наши заказчики одинаковы. У них есть вода — скважинная, поступающая из городского или поселкового водопровода, колодезная, речная — и её необходимо очистить до установленных норм. О том, что загрязняет воду, как её чистят и почему я спокойно пью из родника, содержащего много нитратов, пойдёт этот рассказ. Но никакие названия фирм, географические привязки и другая индивидуализирующая информация указываться не будут — я просто хочу поделиться пятью годами своих наблюдений за процессом, потому что много владельцев коттеджей могли бы меньше нервничать, если бы озаботились водоочисткой ещё на этапе заливки фундамента.

    Но для начала давайте определимся со структурой процесса и терминологией, чтобы общаться на одном языке. Строго говоря, без анализа воды ни одна нормальная организация, занимающаяся водоочисткой, даже на порог вас не пустит. Всё начинается с анализа воды.

    Как правильно отобрать воду на анализ?

    Тщательность, с которой вы выполните отбор пробы воды, в конечном счёте может существенно повлиять на цену установки. Вот общие рекомендации.

    1. Возьмите чистую пластиковую бутылку объёмом 1.5 л. Ни в коем случае не используйте бутылки, в которых ранее находились содержащие органические вещества жидкости (квас, пиво, кефирчик, уайт-спирит) или высокоминерализованные воды. Подойдут бутылки из-под питьевой воды. Идеальный вариант — купить новую бутылку там, где торгуют напитками на розлив.
    2. Если у вас скважина — пролейте её до постоянного состава. Рекомендации, как это сделать, должны предоставить ваши скваженщики. Некоторые наши заказчики рассказывали, что их скважина работала на излив по две-три недели.
    3. Откройте ближайший к скважине кран до любых существующих фильтров, баков и других устройств, могущих оказывать влияние на состав воды, и пролейте несколько минут, чтобы обновить воду в трубах.
    4. На два раза ополосните бутылку отбираемой водой, после чего налейте воду под самое горлышко, навинтите крышку, слегка сожмите бутылку с боков, чтобы вода потекла через край, и завинтите крышку до конца. Цель: набрать воду без воздушного пузыря.
    5. Доставьте воду в лабораторию в тот же день. Если нет такой возможности — храните воду в холодильнике не более двух суток.

    Далее по анализу инженерами подбирается и рассчитывается система водоочистки, и если вас устраивает коммерческое предложение и вы его оплачиваете — к вам выезжают монтажники с оборудованием. Монтажникам от вас потребуются вход, выход и дренаж — откуда брать воду, куда её подавать и куда сливать. Особое внимание следует уделить именно канализации. Если у вас яма и вы её откачиваете — позаботьтесь о том, чтобы она могла одномоментно принять на себя 2-3 кубометра воды без последствий. Почему? Фильтры пропускают через себя грязную воду, грязь оседает на фильтрующем материале. Со временем ёмкость фильтрующего материала исчерпывается и он нуждается в обратной промывке — током воды снизу вверх вся грязь с него смывается в канализацию. На одну промывку может уходить от ста литров до полутора кубометров воды, в зависимости от типа фильтра и уровня загрязнения. И всё это количество сольётся в дренаж минут за 20 для кабинетных фильтров и где-то за час для засыпных колонного типа.

    Примечание. Здесь и далее я буду приводить значения в масштабах частного домовладения.

    Между прочим, если в Вашем септике применяется биологическая очистка, дренажная вода может убить её. Также монтажники потребуют с вас электрическую розетку поблизости (фильтры оснащены контроллерами — электронными управляющими мозгами, которые сами знают, когда пора начинать промывку). И ещё учтите, что эксплуатироваться любые фильтры должны при температуре не ниже +5 °C, а места занимают — в зависимости от модели — до двух квадратных метров по площади и до двух метров в высоту (хотя самый маленький фильтр со всей обвязкой может поместиться в кубический метр). Да, не забудьте про давление воды на входе! Если оно меньше 2-3 атмосфер — без повысительного насоса не обойтись. Для сравнения, системы горводоканалов обычно подают в квартиры воду под давлением около 4 атмосфер.

    На входе перед фильтрами ставят грубую очистку — сетчатые фильтры, механику до 20 мкм — чтобы защитить более дорогое оборудование от проскоков песка, ржавчины и других крупных частиц. На выходе после установки рекомендуется монтировать финишную доочистку (обычно уголь — удаляет запахи, хлор и мелкие частицы). В самой дорогой комплектации ещё могут присутствовать ультрафиолетовая лампа для обеззараживания на выходе и защита от протечек на полу, но всё это опции. А вот если Ваша вода содержит много железа, то инженер может спроектировать водоочистку с применением баков, которые занимают значительное пространство.

    А много железа — это сколько?

    Вот теперь можно поговорить о вещах, более близких к моей профессии. И начнём мы с единиц измерения. В России и за рубежом, как ни парадоксально, применяются совершенно разные единицы измерения, хотя химия одна и та же. У нас приняты мг/л и мг-экв/л, у них — ppm.

    мг/л (читается: миллиграмм на литр) — это масса исследуемых частиц, содержащаяся в одном литре раствора (а не растворителя!). Если мы исследуем ионный состав воды, то под массой частиц будет подразумеваться масса атомов одного вида. Например, 10 мг/л железа означает, что в 1 литре раствора у вас содержится 10 мг атомарного железа — того самого, у которого молярная масса, согласно таблице Менделеева, 56 г/моль. И не важно, в какой форме это железо — двухвалентный ион или трёхвалентный. Просто некая абстракция — железо, как оно есть в таблице Менделеева. А если мы измеряем содержание какой-то соли, то под массой частиц будет подразумеваться масса молекулы этой соли. Например, 10 мг хлорида натрия NaCl в 1 литре раствора.

    мг-экв/л (читается: миллиграмм-эквивалент на литр) — с этого момента начинается особая чёрная магия. Иеремия Рихтер, немецкий химик, открыл закон эквивалентов (и попутно портал в ад) в 1792 году. Закон гласит: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам, или m1Э2 = m2Э1. Попробуйте найти химика, который приходит в восторг, считая эквиваленты! Мне такие маньяки пока не встречались, хотя я занимаюсь химией уже 14 лет. Начнём издалека. Возьмём обычную реакцию между мелом и соляной кислотой:

    Улетевший углекислый газ и воду отбросим, как несущественное, и выделим в этой реакции самое важное:

    Ca 2+ + 2Cl — = CaCl2 (в ионной форме)

    Теперь возьмём каждый из ионов и заставим его вступить в гипотетическую реакцию гидрирования с катионом водорода, невзирая на знак заряда (да, мы, химики, любим всякие извращения; а на самом деле — масса катиона водорода принята за единицу, и теперь нам нужно найти количество других ионов, эквивалентное этой единице).

    1/2Ca 2+ + H + = CaH (фактор эквивалентности = 0.5, а эквивалент водорода — частица 1/2Ca 2+ )

    Cl — + H + = ClH (фактор эквивалентности = 1, а эквивалент водорода — частица Cl — )

    Итак, с одним катионом водорода может (условно) прореагировать либо один анион хлора, либо половинка катиона кальция. Численное выражение доли вещества, эквивалентной одному катиону водорода, называется фактором эквивалентности. Теперь мы можем сделать простой вывод:

    1/2Ca 2+ = Cl — (1 эквивалент кальция = 1 эквиваленту хлора)

    Представим, что мы титруем щёлочность соляной кислотой (об этих страшных словах — позже). С соляной кислотой могут реагировать самые разные соли (гидрокарбонаты, карбонаты, гидроксиды…) самых разных ионов (кальция, магния, натрия…). Как нам всё это выразить в одной единице измерения? Мы не имеем права использовать здесь уже знакомую нам единицу измерения мг/л, потому что просто непонятно — миллиграмм чего? Кальция? Магния? Их смеси? В каком соотношении? Зато с эквивалентами эта проблема снимается сама собой:

    Cl — = 1/2Ca 2+ = 1/2Mg 2+ = Na + = 1/3Al 3+ и т.д.

    Нам не важно, какой именно вид катиона или аниона мы оттитровали, но мы знаем, что одному эквиваленту потраченной соляной кислоты всегда будет соответствовать один эквивалент неведомой штуки, которая с этой кислотой способна прореагировать. Хорошо, с эквивалентом более-менее разобрались. А что же такое миллиграмм-эквивалент? Это масса одного эквивалента в миллиграммах. Грубо — считается по таблице Менделеева как молярная масса, умноженная на фактор эквивалентности. Для приведённого выше отношения это будет выглядеть так:

    35.45 мг Cl — = 20.04 мг Ca 2+ = 12.15 мг Mg 2+ = 22.99 мг Na + = 8.99 мг Al 3+

    Заметьте, молярная масса, например, кальция равна 40.08 г/моль, но с 1 граммом водорода может прореагировать только половинка кальция — 20.04 грамма. Вот эта цифра — 20.04 — и будет грамм-эквивалентом кальция. Или миллиграмм-эквивалентом. Или микрограмм-эквивалентом. Эта единица удобна тем, что если мы когда-нибудь выясним, какое именно соединение прореагировало в той реакции с соляной кислотой, мы всегда сможем умножить количество миллиграмм-эквивалентов на массу одного эквивалента — и перевести таким образом миллиграмм-эквиваленты в обычные миллиграммы для конкретного соединения. Итак, мг-экв/л — это количество миллиграмм-эквивалентов вещества в одном литре раствора.

    ppm (читается: пи-пи-эм, parts per million) — число частиц на миллион. Показывает, сколько исследуемых растворённых частиц находится в одном миллионе частиц раствора (не растворителя!). Единица измерения применяется на Западе почти повсеместно. Соответствует нашему мг/л (потому что миллиграмм — это, вроде как, тоже миллионная часть от литра, при условии, что плотность раствора равна 1.00, но при таком разбавлении изменением плотности всё равно можно пренебречь).

    мкСм/см (читается: микросименс на сантиметр) — единица измерения удельной электропроводности воды. Берут два электрода, погружают в воду. На один подают известное количество тока, на втором измеряют, сколько дошло. Поскольку в водном растворе носителями заряда являются ионы, то по количеству перенесённых с одного электрода на другой электрончиков можно сделать вывод об общей доле ионов в растворе. Сименс — единица, обратная сопротивлению (1 См = 1 Ом -1 ). Измерение удельной электропроводности иногда может дать достаточно точное представление об общем солесодержании воды. Если вода относительно чистая, то условно можно считать, что 1 мкСм/см ≈ 0.5 мг/л солей. И вот мы вплотную подошли к сущности анализа воды.

    Тут надо отвлечься и уточнить, что видов анализов воды — масса. Навскидку, есть химический и микробиологический. А ещё органолептический, радиометрический, несть им числа. Я занимаюсь непосредственно химическим анализом воды, о нём и поговорим. В России документ, регламентирующий качество воды для хозяйственно-бытовых нужд, называется «СанПиН 2.1.4.1074-01». И контролируемых параметров там — тьма тьмущая. Здесь уместно отметить, что такого понятия, как «техническая вода», ни в одном официальном документе не существует. Более того, то, что обычно в простонародье подразумевают под технической водой — это как раз вода, которую можно пить, но нельзя использовать в той самой технике. Подчас на производство или в паровой котёл нужно подавать полностью обессоленную (деионизованную) воду.

    Смотреть в лаборатории все параметры, подразумеваемые СанПиНом — сумасшествие. Во-первых, на анализ одной пробы уйдёт тогда неделя (тогда как анализ по 12 показателям делается за 2 часа). А во-вторых, существующие фильтрующие материалы всё равно очищают воду только от конечного числа загрязнителей. И, конечно, большая часть указанных в СанПиНе загрязнителей практически не встречается в обычных природных водах или встречается в таком количестве, что заведомо проходит по нормам. Пойдём по порядку со всеми комментариями (по какому именно порядку — я ещё не решил).

    Железо. Есть практически во всех подземных водах, а вот в поверхностных — реках, озёрах — обнаружить его можно нечасто. Бывает в двух формах: растворимое, или двухвалентное Fe 2+ и окисленное, или трёхвалентное Fe 3+ . Соли двухвалентного железа прекрасно растворяются в воде (железный купорос FeSO4 ∙ 7H2O многие садоводы найдут в профильных магазинах), однако кислородом воздуха очень быстро окисляются и переходят в соединения трёхвалентного железа. А вот соединения трёхвалентного железа в воде не растворимы — ржавчину все видели, а ржавчина это смесь Fe2O3 ∙ nH2O и Fe(OH)3.

    FeCl3 прекрасно в воде растворяется, после чего гидролизуется до оксихлорида и выпадает в осадок. То же самое касается других растворимых соединений трёхвалентного железа — они подвержены гидролизу в водном растворе с образованием нерастворимых продуктов.

    Поэтому в поверхностных источниках железа мало: оно если и было изначально, то быстро окислилось при контакте с атмосферой и ушло в ил. Помимо атмосферы, естественным врагом двухвалентного железа являются железобактерии, которые живут за счёт энергии, выделяемой при окислении ими двухвалентного железа. Зато у него есть верный союзник в виде сероводорода. В подземных водах часто содержится сероводород в большом количестве, а он является сильным восстановителем и не даёт железу окисляться даже при контакте с атмосферой. Вообще, зависимость формы железа в растворе от окислительно-восстановительного потенциала и водородного показателя наглядно отображена в диаграммах Пурбе. Железо является одним из микроэлементов и необходимо организму человека (суточная потребность — 10 мг ), и усваивается, в том числе, из воды. Конечно, содержание железа сказывается на органолептических свойствах воды (если его больше 1-2 мг/л), а избыточное его поступление в организм может спровоцировать разные отклонения в здоровье. Ну, это всегда так. Всё есть лекарство и всё есть яд, всё дело в дозе, сказал Парацельс.

    ПДК железа общего в воде хозяйственно-бытового назначения составляет 0.3 мг/л. В городском водопроводе с труб при ржавлении летит примерно 0.10…0.15 мг/л (там, где я живу). Удаляют железо просто: сначала окисляют, чтобы наверняка (напомню, окисленное железо в воде не растворимо), затем полученные частички коагулируют (укрупняют), и всю эту конструкцию ловят механическим способом — на слое загрузки. Существуют разные каталитические загрузки, на поверхности которых все указанные процессы и происходят. Представляют они собой песок, покрытый слоем оксида марганца — того самого катализатора окисления железа — и нуждаются в периодической реагентной промывке раствором перманганата калия (нет, соединения марганца не смываются с загрузки и не попадают в очищенную воду — ну, если, конечно, вы не захотите смешать каталитический материал с лимонной кислотой). Есть и безреагентные загрузки, но перед ними требуется предварительное окисление железа, а уж каким способом — атмосферным воздухом, озоном или хлором — решит инженер. Если в Вашей воде железа до 5 мг/л — считайте, что Вам крупно повезло: установка будет подешевле. Если железа 10 мг/л — уже дорого. А вот 30 мг/л и выше — можете распрощаться с планируемой поездкой в тёплые страны. Такая установка может стоить несколько сотен тысяч рублей. Вообще, основная стоимость большинства полупромышленных систем фильтрации как раз зависит от концентрации железа. Чем его больше — тем дороже. Поэтому так важно тщательно пролить воду перед отбором пробы — застоявшаяся в металлических трубах вода может набрать железа, и инженер предложит вам по анализу такую установку, на которую у Илона Маска денег не хватит. Но и это ещё не всё. Отдельно стоит упомянуть про так называемое органическое железо — комплексные органические соединения, содержащие в составе молекулы атом железа (как правило, гуматы — комплексы гуминовых кислот). Выбить железо из таких комплексов нелегко, и оно не окисляется на воздухе. Удаление из воды органического железа может быть затруднительным.

    Марганец. От марганца на сантехнике появляется серый налёт, поэтому нормируют его жёстко. Организму человека этот микроэлемент тоже необходим (суточная потребность 2 мг [1] ). Из воды легко усваивается. Ещё содержится в свёкле и половине овощей вообще. Валентностей у марганца целых семь, подробно рассматривать не имеет смысла. Двухвалентный марганец хорошо растворим, трёх- и четырёхвалентный обычно подвергается гидролизу и выпадает в виде нерастворимых гидроксидов. В отличие от железа, марганец в поверхностных водах встречается чаще. Особенно если это колодцы, и в подземной воде, питающей их, содержится какой-нибудь двухвалентный ион марганца. Дело в том, что марганец так вот запросто атмосферным воздухом не окисляется. Может захватываться осаждающимся железом и удаляться совместно с ним. Загрузки все те же самые, ибо принцип тот же: окисление, укрупнение и механическая фильтрация. ПДК 0.1 мг/л.

    Жёсткость. Жёсткость замыкает тройку параметров, на которые нацелены почти все полупромышленные системы очистки воды. Да-да, есть фильтры-обезжелезиватели (удаляют железо, марганец и некоторые другие тяжёлые металлы) и фильтры-умягчители (удаляют жёсткость). Безусловно, есть другие типы фильтров, которые работают, например, по окисляемости, но в конечном итоге для промышленных нужд вам предложат обратный осмос с предочисткой, тогда вода на выходе будет как по ГОСТу для лабораторий: 3…5 мкСм/см. Но мы отвлеклись. В школе вам рассказывали, что жёсткость — это совокупность ионов кальция и магния. Именно они выпадают в виде накипи при кипячении воды. На самом деле, такое определение не совсем корректно. Да, значительную долю жёсткости составляют ионы кальция и магния, но вообще жёсткость — это сумма всех щелочноземельных ионов, а также некоторых двухвалентных ионов тяжёлых металлов. Цинк, барий, кадмий, даже двухвалентное железо — это всё жёсткость. Другое дело, что химик в лаборатории будет маскировать ионы двухвалентного железа при измерении жёсткости. Зато кадмий вполне себе на величине жёсткости отразится. Но поспешу вас успокоить: ионов кальция в составе жёсткости большинство — как правило, процентов 80, и ещё процентов 15 магния. Нормируют жёсткость исключительно для снижения количества накипи в чайниках, а особо рьяно — в отраслевых стандартах для всяких котельных, где жёсткости в воде быть не должно вообще. Иногда вы можете услышать, что использовать в хозяйстве нужно исключительно мягкую воду, а жёсткая, якобы, вредна. Жёсткая вода увеличивает затраты на мыло, уменьшает срок жизни стиральной машинки… Вас могут начать убеждать, аргументируя тем, что кальций из воды всё равно не усваивается, и организм получает его из молока и сыра. Это некорректно.

    источник