9. Wskaźniki ogólnej zawartości substancji mineralnych

Twardość wody określa zużycie pewnych ilości mydła bez wytworzenia piany. Jest to
spowodowane obecnością jonów wapnia, magnezu, żelaza, manganu, glinu, cynku oraz
innych ciężkich kationów, które z mydłem dodawanym do wody tworzą nierozpuszczalne
mydła wapniowe, magnezowe. Twardość wody rurowej nazywa się twardością ogólną.
Twardość wywołana przez wodorowęglany, węglany i wodorotlenki wapnia i magnezu
nazywa się twardością węglanową. Twardość węglanowa i niewęglanowa stanowią w sumie
twardość ogólną wody.

Twardość ogólną wody dzielono na twardość przemijającą, gdyż twardość ta maleje po
przegotowaniu wody, i twardość stałą, która pozostaje po przegotowaniu. Twardość
węglanową często utożsamia się z twardością przemijającą.

Twardość węglanowa jest większa od twardości przemijającej

3 2

3

2

2

3 2

3

2

2

3

2

2

2

(

)

(

)

(

)

Ca HCO

CaCO

H O CO

Mg HCO

MgCO

H O CO

MgCO

H O

Mg OH

CO



 













 

W czasie ogrzewania wody rozpuszczalność CO

2

zmniejsza się i wydziela się on do

atmosfery. Prowadzi to do naruszenia równowagi węglanowo-wapniowej i z wody wytrąca
się trudno rozpuszczalny węglan wapniowy (CaCO

3

), tworzący kamień kotłowy. Węglan

magnezowy reaguje z wodą dając trudno rozpuszczalny osad wodorotlenku magnezowego
Mg(OH)

2

. Twardość wody można wyrazić w różnych jednostkach. Najbardziej

rozpowszechnione jest wyrażenie twardości wody w stopniach twardości lub za pomocą

3

val m





. W wodach naturalnych dominują sole wapnia i magnezu, natomiast inne kationy

metali ciężkich występują w znikomych ilościach. Twardość wody naturalnej zależy od
zawartości jonów Ca

+2

i Mg

+2

.

Twardość węglanowa : Ca(HCO

3

)

2

, Ca(OH)

2

, CaCO

3

, Mg(HCO

3

)

2

, Mg(OH)

2

, MgCO

3

Twardość niewęglanowa: CaSO

4

, CaCl

2

, Ca(NO

3

), MgSO

4

, MgCl

2

, Mg(NO

3

)

2

Zasadowość alkaliczna

W niektórych wodach naturalnych lub chemicznie uzdatnionych może występować również
wodorowęglan sodowy lub potasowy. Wtedy woda ma zasadowość ogólną większą od
twardości ogólnej w tych samych jednostkach. Różnica między zasadowością i twardością
ogólną to zasadowość alkaliczna spowodowana przez wodorowęglany sodowe i potasowe
(NaHCO

3

, KHCO

3

). W wodach z zasadowością alkaliczną, twardość ogólna równa się

twardości węglanowej, a twardość niewęglanowa wynosi zero

Tw

węglanowa

=Tw

ogólna

Tw

niewęglanowa

=0

Wodorowęglan sodowy podczas odparowania wody w kotle rozkłada się na:

NaHCO

3

=NaOH+CO

2

Uwolniony CO

2

powoduje korozję kotłów parowych.

CD11

Zawiesina ogólna

Chcąc oznaczyć zawiesinę ogólną, określoną objętość wody filtruje się przez uprzednio
zważony sączek z włókna szklanego. Następnie sączek wraz z zawiesiną suszy się w temp.
105

C



i waży. Różnica mas sączka wraz z osadem i samego sączka to masa zawiesiny

ogólnej. Gdy przesącz z filtracji odparuje się w temp. 105 C



uzyska się pozostałość, którą

stanowią substancje mineralne i organiczne. Z pozostałości prażenia w temp. 550 C



, można

wyznaczyć zawartość rozpuszczonych substancji mineralnych, związki organiczne spalą się.
Jednocześnie rozkładowi ulegną niektóre związki nieorganiczne (węglany, azotany(V),
azotany(III), związki amonowe).

Sucha pozostałość(wskaźnik stosowany) to masa substancji nieorganicznych i organicznych
(rozpuszczonych i w postaci zawiesiny), jaka pozostaje po odparowaniu Wody i wysuszeniu
tak uzyskanej pozostałości w temp 105

C



. Masę substancji mineralnych, które pozostaną po

wyprażeniu suchej pozostałości w temp. 550 C



nazywa się pozostałością po prażeniu, a

różnicę mas suchej pozostałości i pozostałości po prażeniu nazywa się strat a przy prażeniu.
Ilość rozpuszczonych substancji mineralnych jest ważnym wskaźnikiem oceny jakości,
służącym do klasyfikacji wód według stopnia mineralizacji. Wody o dużej zawartości suchej
pozostałości są niesmaczne, bywają gorzkie, mogą niekorzystnie wpływać na organizmy
żywe, nie nadają się do większości zastosowań przemysłowych.