C: CO TO JEST TWARDOŚC WODY
WSTĘP
Tematem niniejszej pracy jest „Twardość wody”, celem jest wyjaśnienie czym jest to zjawisko. Zrealizuję go głównie na podstawie VII rozdziału książki Michaela Overmana zatytułowanej „Woda”. Pierwszą część poświęcę wyjaśnieniu co oznacza to pojęcie, jaki stosuje się podział tego zjawiska, a drugą wymienieniu niektórych skutków, jakie niesie ze sobą stosowanie twardej wody. Natomiast trzecia część traktowała będzie o metodach zmiękczania wody. Na końcu znajdzie się podsumowanie pracy.
TWARDOŚC WODY
Jak pisze Overman, woda rzadko jest czysta. W naturalnej słodkiej wodzie występują rozmaite substancje, ale stężenia ich są na tyle niskie, że raczej nie czynią jej niezdatnej
do picia, czy po prostu niesmacznej. Jednak wysoka zawartość dwutlenku węgla
czy rozpuszczonych węglanów i siarczanów, stwarza już pewne problemy. Jeśli chodzi dwutlenek węgla, jego występowanie nadaje wodzie właściwości korozyjnych, co w efekcie prowadzi do tworzenia związków trujących. W przypadku tych drugich mówi się
o tzw. „twardości wody”, której właśnie dotyczy praca.
Twardość wody jest to cecha wody, którą powoduje obecność dalej wymienionych związków. W zależności od tego, czy znajdują się w niej węglany wapnia lub magnezu,
czy siarczany i chlorany wapnia lub magnezu, mówi się odpowiednio o twardości czasowej albo stałej.
Miano twardości czasowej (zwanej węglanową) wynika z faktu, iż węglany są nietrwałe i można pozbyć się ich już poprzez samo przegotowanie wody, natomiast siarczany i azotany pozostają nadal pomimo przegotowania. Jednakże węglan wapnia jest jakby związkiem pośrednim, ponieważ jako „częściowo rozpuszczalny w wodzie, również
do pewnego stopnia wpływa na występowanie twardości stałej.” Twardość czasowa powstaje w ten sposób, że powodujące ją związki, w wyniku ogrzewania wody, rozkładają się
do nierozpuszczalnych węglanów - te wytrącone węglany tworzą tzw. kamień kotłowniczy (który nie jest trudny do usunięcia).
SKUTKI WYSTĘPOWANIA TWARDEJ WODY
Jak pisze w swej książce M. Overman, twarda woda jest dobra do picia,
ale niestety powoduje osadzanie się kamienia, co stanowi problem w wielu procesach przemysłowych, ale także w zwykłej codzienności - kamień osadza się w bojlerach, rurach
i wnętrzach czajników (gdy dochodzi do podgrzania wody do odpowiednio wysokiej temperatury). Twarda woda także utrudnia pienienie się mydła, ale produkowane dziś syntetyczne detergenty sukcesywnie radzą już sobie z tym problemem.
METODY ZMIĘKCZANIA WODY
Zmiękczanie wody stosuje się zwykle w przypadku wody o zastosowaniu przemysłowym, np. kotłowej, chłodniczej. Wymienia się dwa podstawowe sposoby zmiękczania wody:
Pierwszy sposób to dodawania sody i wapna. Zamieniają one rozpuszczalne, utwardzające składniki na nierozpuszczalne, wytrącają się i tworzą niewielkie ilości nieszkodliwych rozpuszczalnych soli. Daje to potem możliwość usunięcia tych wytrąconych substancji, co następuje metodami konwencjonalnymi:
pospieszna grawitacyjna filtracja piaskowa,
lub koagulacja ałunem, po której dochodzi do przejścia przez zbiornik osadowy
o przepływie występującym.
Druga metoda, której przebieg wyjaśnia Overman, to wymiana jonowa.
W procesie tym chodzi o wybiórcze wyławiane substancjami chemicznymi - kationów
lub anionów z roztworów soli. Niegdyś piasek był jedną z tych substancji, ale został zastąpiony specjalnymi syntetycznymi żywicami (autor wspomina o dwóch rodzajach żywic, które jak pisze, w latach 80' były szeroko stosowane - żywice poliestrowe
oraz makrosiatkowe). Woda poddana procesowi wymiany jonowej nadal zawiera tyle samo jonów, ile przed procesem, ale nie są to już jony, które tworzą kamień.
PODSUMOWANIE
Woda rzadko jest idealnie czysta. Zawiera masę różnych związków. Takie związki
jak węglany, siarczany i chlorany wapnia i magnezu powodują, że w zależności od natężenia ich występowania, woda jest w jakimś stopniu „twarda”. Ta naturalna cecha wody często stwarza ludziom problemy, ale im więcej o niej wiemy, tym sprawniej sobie z nią radzimy.
Overman M. 1977 - Woda - PWN (Biblioteka Problemów), Warszawa, s. 228 - 229
1
2