Rodzaje twardości wody:

1) Twardość ogólna

- całkowita zawartość kationów 2 wartościowych w wodzie

2) twardość węglanowa(przemijającą)

- zawartość w wodzie węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu

- można ją usunąć podczas gotowania wody;  w czasie ogrzewania wody zachodzą reakcje termicznego rozkładu wodorowęglanów

- wytracajacy się weglan wapnia i wodorotlenek magnetyczny tworza osad.

- twardość weglanowa można również usunac dodajac do wody wodorotlenku wapniowego.

3) Twardość nie węglanowa

Kamień kotłowy

- tworzy się w czasie gotowania węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu

- utrudnia wymiane ciepła, jest to zw, z termicznym rozkładem kwaśnych węglanów, hydroliza węglanów i spadkiem rozpuszczalności w gorącej wodzie siarczanu wapnia

Sposoby usuniecia twardości

- gotowanie

- dodając wodorotlenku wapniowego

- do zmiekczenia lub całkowitego odminaralizowania wody stosuje siewymieniane jonowe zwiaski jonitami

Zasadowość

- zdolnośc wody do zobojetniania silnego kwasu. Oznaczenie:  zasadowość polega na miareczkowaniu próbki wody silnym kwasem wobec uskażnika lub posługujac się pehonometrem

- zalożymy ze woda ma wysokie ph i zasadowośc jest spowodowana tylko przez weglany

- jest ona trudna do oznaczenia ze względu na słabo zdef. Punkt koncowy miareczkowanie, który zalezy od buforujacej właściwości wody i od całkowitej zawartosci weglanów w wodzie.

Metody oznaczania twardości wody

1. obliczeniowa

2. wersenianowa

3. clarka (mydlana)

metoda polega na okreslemiu ilości mydła potrzebnego do zwiazania jonów wywolujacych twardości wody, które tworza z mydłem zw. trudno rozpuszczalne w wodzie.

4. Blachera

Jony tworza z palmitynianem potasu mydło trudno rozpuszczalne w wodzie. Po całkowitym zwiazaniu jonów nadmiaru polimitynianu potasu ulega hydrolizie zmieniajac zebarwienie fenoloftaliny ( zmiana odczytu na zasadowy0

Twardość wody jest pojęciem umownym, określającym zawartość w wodzie kationów dwuwartościowych, głównie wapnia i magnezu. Pierwotnie twardość oznaczała właściwość zużywania mydła przez wodę bez powstawania piany. Ponieważ twardość wody jest pojęciem niezbyt precyzyjnie określonym, więc w ostatnich latach odchodzi się od niej, zastępując ją zawartością wapnia i magnezu oraz innych kationów powodujących twardość wody.

Rozróżnia się następujące rodzaje twardości wody:

A. Twardość ogólna jest to całkowita zawartość jonów Ca²⁺, Mg²⁺, a także innych jonów dwuwartościowych, np. Fe²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺. Ze względu na występujące w wodach duże stężenie jonów Ca²⁺ , Mg²⁺ i małe stężenie innych jonów metali dwuwartościowych, twardość wody praktycznie powodowana jest przez wapń i magnez.

B. Twardość węglanowa odpowiada zawartości węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu. Twardość węglanowa jest również nazywana twardością przemijającą, ponieważ zanika podczas gotowania wody. Wytrącają się wtedy węglany wapnia, magnezu i żelaza, tworząc niepożądany kamień kotłowy. Twardość wody przejawia się w wytwarzaniu osadu z mydłem (osad nie powstaje z syntetycznymi środkami powierzchniowo czynnymi). Mydło jest solą sodową wyższego kwasu tłuszczowego, głównie jest to stearynian sodu. Reaguje on z jonami wapnia następująco

Ca²⁺ + 2C₁₇H₃₅COO^- →Ca(C₁₇H₃₅COO)_2(s)↓

Powstaje stearynian wapnia nierozpuszczalny w wodzie.

C. Twardość niewęglanowa jest to różnica między twardością ogólną a węglanową. Określa ona zawartość jonów dwuwartościowych odpowiadających anionom: chlorkom, siarczanom, azotanom itd.

Twardość wody do niedawna wyrażana była zazwyczaj w stopniach niemieckich, angielskich i francuskich, które były różnie definiowane. W Polsce najczęściej stosowano stopnie niemieckie (l°n = 10 mg CaO/1). Obecnie twardość najczęściej wyraża się w mg CaCO₃, poprzednio w miligramorównoważnikach na litr (mval/l). Zależność między wymienionymi jednostkami twardości przedstawiono w tabeli l.

Tabela 1. Jednostki twardości i współczynniki przeliczeniowe

Jednostka	mg/dm^3 CaC03	mval/dm^3	niemiecka	francuska	brytyjska
mg/dm^3 CaC03	1	50,04	0,056	0,10	0,070
mval/dm^3	50,04	1	2,804	5,00	3,504
niemiecka	17,84	0357	1	1,784	1,249
francuska	10	0,200	0,560	1	0,700
brytyjska	14,28	0,285	0,800	1,428	1

gdzie: l mval/dm³ = 20,04 mg/dm³ Ca²⁺ = 50,04 mg/dm³ CaCO-,

1. stopień niemiecki: l^on = 10 mg/dm³ CaO = 17,84 mg/dm³ CaCO₃

2. stopień francuski: 1°F = l g/100cm³ CaCO₃ = 10 mg/dm³ CaCO₃

3. stopień brytyjski: 1° = uncja/galon (imperialny) = 14,28 mg/dm³ CaCO₃

W wodach naturalnych wapń i magnez występują w szerokim przedziale stężeń (50-1000 mg CaCO₃/l). W ogólnej mineralizacji wód związki wapnia zwykle dominują nad związkami magnezu. Często wody źródlane mają niską twardość. Zwykle ze wzrostem zanieczyszczenia twardość wód zwiększa się. Twardość wód zależy w dużym stopniu od warunków geologicznych zlewni. Twardość ogólna wód rzek w Polsce to w większości przypadków twardość węglanowa. Twardość niewęglanowa w wielu wodach nie występuje. Przeciętnie twardości niewęglanowe wynoszą 15-30 mg/dm³ CaCO₃. Wody atmosferyczne mają niską twardość. Ze względów zdrowotnych uważa się, że w wodzie do picia najkorzystniejsze są stężenia wapnia od 30 do 80 mg/1, natomiast stężenie magnezu na ogół zalecane jest w zależności od zawartości towarzyszących jonów siarczanowych (30-125 mg Mg/1). Obecność jonów wapnia i magnezu w wodzie do picia i celów gospodarczo-prze-mysłowych ma ważne znaczenie techniczne. Wody miękkie, o niskiej zawartości jonów Ca i Mg stwarzają korzystne warunki rozwoju procesu korozji w przewodach wodociągowych, natomiast wody o nadmiernej twardości łatwo tworzą osady, powodując stopniowe zmniejszanie przepustowości przewodów. Za optymalną twardość wody uznaje się twardość w granicach 100-500 mg CaCO₃/l.

Wodę można podzielić na różne grupy w zależności od stopnia twardości. Klasyfikację stosowaną w Wielkiej Brytanii przedstawiono poniżej (Holden, 1970).

Twardość mg/dm^3 CaCO3	Skala opisowa
0-50	miękka
50-100	średnio miękka
100-150	mało twarda
150-200	średnio twarda
200-300	twarda
powyżej 300	bardzo twarda

Woda twarda często jest niepożądana przy użytkowaniu w gospodarstwach domowych i w przemyśle, ponieważ:

1. wzrasta zużycie mydła do mycia, gdyż wytrącają się nierozpuszczalne sole wapnia i magnezu,

2. przy myciu może powodować podrażnienia skóry,

1. przy praniu jony wapnia i magnezu mogą osadzać się na włóknach materiału, pogarszając ich jakość użytkową,

2. pogarszają się właściwości odżywcze mięsa gotowanego w zbyt twardej wodzie,

3. wzrasta korozja w wymiennikach ciepła wskutek hydrolizy soli magnezu i wzrostu stężenia jonów wodorowych

Mg²⁺ + 2H₂O →Mg(OH)₂ + 2H ⁺

• powstaje kamień kotłowy, który utrudnia wymianę ciepła; jest to związane z termicznym rozkładem kwaśnych węglanów, hydrolizą węglanów i spadkiem rozpuszczalności w gorącej wodzie siarczanu wapnia, wodorotlenku magnezu oraz krzemianów wapnia i magnezu.

Zbyt niska twardość wody również może być niepożądana. Pocock (1981) zaobserwował, że wody zbyt miękkie (poniżej 30 mg/dm³ CaCO₃) są szkodliwe dla człowieka, ponieważ powodują wzrost zachorowań na choroby serca.

Dopuszczalna twardość wód powierzchniowych w Polsce jest następująca:

1. do 350 mg/dm³ CaCO₃ - klasa I

2. do 550 mg/dm³ CaCO₃ - klasa II

3. do 700 mg/dm³ CaCO₃ - klasa III

Metody usuwania twardości wody

Ogólnie metody zmiękczania wody można podzielić na cztery rodzaje 1) destylacja, 2) metody termiczne 3) metody chemiczne 4) metody fizyczno-chemiczne.

1. Destylacja

Destylacja daje idealne zmiękczanie, ponieważ pozbawia wodę wszystkich soli. Jednakże w przemyśle nie ma zastosowania ze względu na wysokie koszty energii cieplnej. Jedynie w technice cieplnej wykorzystuje się kondensaty, czyli skropliny z urządzeń grzewczych. Po odgazowaniu i odolejeniu kondensaty wody świeżej zawraca się do kotłów.

1. Metoda termiczna

Pod wpływem podwyższonej temperatury, już powyżej 40^oC, następuje termiczny rozkład wodorowęglanów wapnia i magnezu zgodnie z reakcjami:

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

i

2 Mg(HCO₃)₂→ Mg₂CO₃(OH)₂↓ + 3 CO₂↑ + H₂O

↓H₂O

2 Mg(OH)₂ + CO₂↑

Szybkość rozkładu wodorotlenków nie jest jednakowa. Rozkład Mg(HCO₃)₂ przebiega 1,5 razy wolniej niż Ca(HCO₃)₂; najpierw powstaje zasadowy węglan magnezu, który po dłuższym czasie gotowania ulega hydrolizie i strąca się w postaci trudniej rozpuszczalnego wodorotlenku magnezowego Mg(OH)₂.

Ale i rozkład wodorowęglanu wapniowego nie zachodzi jednakowo łatwo. Na szybkość tego procesu ma znaczny wpływ temperatura, co widać na Rys. 1, na którym znajdują się wykresy szybkości rozpadu Ca(HCO₃)₂ w zależności od temperatury. Widać więc wyraźnie, że ze wzrostem temperatury szybkość rozpadu wodorowęglanu sodu wzrasta bardzo znacznie i w temperaturze 100 ^oC osiąga największą wartość przy burzliwym wrzeniu. Jak wykazały badania – na szybkość procesu dodatni wpływ ma obecność stałego CaCO₃.

Metoda termicznego zmiękczania ma zastosowanie w zakładach przemysłowych dysponujących dużą ilością pary wymagającej kondensacji.

Metoda termiczna nie może całkowicie usunąć twardości węglanowej. Pozostaje zawsze resztkowa twardość wynikająca z pewnej, niewielkiej zresztą i zależnej od temperatury, rozpuszczalności węglanów wapnia i magneu oraz wodorotlenku magnezu:

Rozpuszczalność CaCO₃ w 20^oC wynosi 31 mg/dm³ a w 100 ^oC 37 mg/dm³.

Rozpuszczalność MgCO₃ w 20^oC wynosi 84 mg/dm³ a w 100 ^oC 62 mg/dm³.

Rozpuszczalność Mg(OH)₂ w 20^oC wynosi 9 mg/dm³.

Ogólnie rzecz biorąc metoda termiczna nadaje się do zmiękczania wód o twardości wyłącznie węglanowej, lub o bardzo znacznej przewadze tej wartości nad niewęglanową, a także do wstępnego zmiękczania przed innymi zabiegami uzdatniania wody.

1. Metody chemiczne

Metody chemiczne polegają na strąceniu na drodze chemicznej nierozpuszczalnych osadów lub wiązania w kompleksowe związki jonów wapnia i magnezu przy pomocy różnych reagentów jak np. wodorotlenku wapna (wapno), wodorowęglanu sodu (soda), wodorotlenku sodu ( soda kaustyczna), fosforanów, soli baru i in.

2. Dekarbonizacja wapnem

Najczęściej stosowaną metodą zmiękczania jest dekarbonizacja wapnem. Jest prosta, tania i polega na wytrącaniu składników twardości węglanowej zgodnie z rekcjami:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2 CaCO₃↓ + 2 H₂O

i

Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2 CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2 H₂O

Wodorowęglan magnezu, który początkowo daje z Ca(OH)₂ zasadowy węglan, reaguje z nadmiarem wodorotlenku, tworząc trudniej rozpuszczalny wodorotlenek magnezu.

Jeśli w wodzie znajdują się inne związki magnezu np. MgCl₂ lub MgSO₄ tworzące twardość magnezową – wówczas następuje zamiana na twardość niewęglanową wapniową – a równoważna ilość Mg(OH)₂ strąca się:

MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaSO₄

Z wapnem reagują też inne składniki wody, takie jak dwutlenek węgla oraz wodorotlenek żelaza (II) w myśl reakcji:

4 Fe(HCO₃)₂ + 8 + Ca(OH)₂ + O₂→ 4 Fe(OH)₃↓ + 8 CaCO₃↓ + 6 H₂O

i

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Jako dekarbonizatora używa sią wody wapiennej (klarowny roztwór nasycony Ca(OH)₂) lub mleka wapiennego (zawiesina Ca(OH)₂ w wodzie). Woda wapienna jest dogodna ze względu na łatwość dokładnego dozowania, ale posiada tą wadę, że wymaga pojemników o wielkiej objętości, ponieważ nasycony roztwór Ca(OH)₂ ma bardzo małe stężenie (rozpuszczalność w wodzie w 20 ^oC wynosi zaledwie 1 ,1 g Ca(OH)₂/l).

Toteż przeważnie stosuje sią do dekarbonizacji mleko wapiennne. Każdą z tych cieczy przyrządza się mieszając wapno ze znaczną ilością wody w dużym pojemniku (sytniku), a następnie dozując do reaktora, w którym zachodzi strącanie i usuwanie osadu.

Proces dekarbonizacji przebiega z różną szybkością, zależnie od warunków. Na zimno zachodzi powoli - w ciągu 3 ÷ 6 godzin; w temperaturze bliskiej 100 °C czas skraca się do około 10 minut.

Na szybkość procesu wpływają też inne warunki: twardość wody poddawanej dekarbonizacji, zawartość w niej związków organicznych, sposób mieszania wody z. reagentem oraz obecność masy kontaktowej w postaci drobnego piasku, lub innych substancji drobno rozkruszonych, np. marmur, kwarc i in. Masa kontaktowa przyśpiesza proces powstawania węglanu wapnia, dostarczając zarodków dla krystalizacji strącającego się CaCO₃.

Ponieważ dla krystalizacji CaCO₃ na ziarnach masy kontaktowej najkorzystniejsza jest temperatura w granicach 20 ÷ 30°C, wobec tego proces dekarbonizacji prowadzi się w tym zakresie temperatur, zapewniając właściwe mieszanie i utrzymując część strącającego się osadu wraz z masą kontaktową w stanie zawiesiny w dolnej cześoi reaktora.

Dekarbonizacja kwasem solnym Ten sposób dekarbonizacji ma zastosowanie w uzdatnianiu wody, do chłodzenia - i w technice nosi nazwą "szczepienia kwasem". Zabieg szczepienia sprowadza się do zmiany twardości węglanowej na niewęglanową, co wprawdzie przeciwdziała tworzeniu się kamienia kotłowego, ale zwiększa własności korozyjne wody.

2. Zmiękczanie sodą

Ten sposób dawniej dość rozpowszechniony ustępuje ostatnio miejsca metodom bardziej nowoczesnym. Polega na dodawaniu sody Na₂CO₃, która reaguje z solami wapnia i magnezu zgodnie z równaniami reakcji:

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2 NaHCO₃

MgSO₄ + Na₂CO₃ → MgCO₃ + Na₂SO₄

Mg(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃ + 2 NaHCO₃

Jakkolwiek z powyższych reakcji wynika, że soda usuwa oba rodzaje twardości, to jednak sposób ten ma zastosowanie-do zmiękczania wód posiadających prawie wyłącznie twardość niewęglanową i bardzo niewielką twardość magnezową. Szczególnie istotny jest warunek małej zawartości soli Mg, co ma uzasadnienie w tym, że MgCO₃, ma dość dobra rozpuszczalność i może się strącać tylko częściowo jako sól zasadowa Mg₂(OH)₂CO₃, powstająca w wyniku wtórnie zachodzącej hydrolizy. Natomiast rozpuszczona część MgCO₃ jest strącona dopiero w kotle, gdzie nadmiar sody użytej do zmiękczania w wysokiej temperaturze ulega hydrolizie zgodnie z reakcją:

Na₂CO₃ + H₂0 → 2 NaOH + CO₂↑

a powstający ług sodowy strąca nierozpuszczalny wodorotlenek magnezowy Mg(OH)₂. Aby nie dopuścić do strącania się tego osadu w kotle stosuje się zwykle zabieg zawracania wody kotłowej do reaktora, w którym odbywa się zmiękczanie wody surowej. Obecny w wodzie kotłowej NaOH strąca wówczas sole magnezowe, które razem z innymi osadami oddziela się na filtrach.

Zmiękczanie wody sodą pozwala uzyskać spadek twardości nawet poniżej 1 st. tw.

2. Zmiękczanie wapnem i sodą (metoda "wapno-soda")

Ta metoda należąca dawniej do najbardziej rozpowszechnionych polega na jednoczesnym usuwaniu twardości węglanowej i niewęglanowej przez dodawanie wody wapiennej lub mleka wapiennego i 10 ÷ 20% roztworu sody, przy czym:

Ca(OH)₂ usuwa: twardość węglanową

wszystkie sole magnezowe

rozpuszczony dwutlenek węgla

Na₂CO₃ usuwa: twardość niewęglanową.

Znane z poprzednich metod reakcje zachodzą w zasadzie szybko, natomiast powolny jest wzrost powstających kryształów CaCO₃, i zawiesiny Mg(OH)₂, który głównie determinuje szybkość procesu zmiękczania. Toteż stosuje się następujące warunki:

1. podgrzewanie wody do 70 ÷ 90°C,

2. zwiększenie nadmiaru odczynników do 10 ÷ 20%;

3. dodatek masy kontaktowej (CaCO₃, kwarc).

Wyższa temperatura sprzyja zwiększeniu szybkości procesu oraz osiąganiu lepszych wyników zmiękczania (mniejsza twardość szczątkowa).

Dodatek masy kontaktowej - np. sproszkowanego kamienia wapiennego znacznie skraca czas procesu zachodzącego w .reaktorze. Masa kontaktowa może skrócić czas reakcji z 2 godzin do 30 minut nawet beż podgrzewania. Działanie masy'kontaktowej polega na przyśpieszeniu wzrostu powstającego osadu.

Czynnikiem, który ujemnie wpływa na wyniki zmiękczania są substancje organiczne koloidowe (głównie związki humusowe), które opóźniają reakcją i powodują mętność wody uchodzącej z reaktora i nawet mogą przechodzić prsez filtr.

2. Zmiękczanie wody wodorotlenkiem sodowym (ługiem)

Zmiękczanie ługiem sodowym wody zawierającej oba rodzaje twardości sprowadza sią do działania 2 czynników: NaOH i tworzącego się wtórnie Na₂CO₃. według niżej podanych równań reakcji. Wodorotlenek sodowy usuwa twardość wapniową węglanową, twardość magnezową i dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie. Natomiast wtórnie powstająca soda likwiduje twardość wapniową niewąglanową. Widać to z reakcji:

Ca(HCO₃)₂ + 2 NaOH → CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2 H₂O

Mg(HCO₃)₂ + 4 NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2 Na₂CO₃ + 2 H₂O

MgSO4 + 2 NaOH → Mg(OH)₂↓ + Na₂SO₄

CO₂ + 2 NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄

Jak widać z bilansu wszystkich, tych reakcji, zmiękczanie ługiem sodowym nadaje sią do tych wód, w których twardość węglanowa jest w przybliżeniu równa niewęglanowej. Jeśli twardość węglanowa przewyższa niewąglanową — wówczas w wodzie zmiękczonej zostaje pewien nadmiar utworzonego w reakcjach Na₂CO₃. W niektórych przypadkach do ługu dodaje się sodę - mianowicie wtedy, gdy wtórnie utworzony Na₂CO₃ nie wystarcza do zlikwidowania twardości niewęglanowej.

Czasami stosuje się zmiękczanie ługiem z dodatkiem taniego wapna, które zastępuje część kosztownego NaOH. W takim wypadku należy obliczyć ilość NaOH tak, aby ilość utworzonego wtórnie Na₂CO₃ wystarczyła do usunięcia twardości niewąglanowej. Tym sposobem można zmiękczać wody o dużej twardości węglanowej i małej niewęglanowej.

Metoda zmiękczania ługiem jest kosztowna, ale dogodna, ponieważ przyrządzanie roztworu NaOH jest łatwe i nie wymaga dodatkowych urządzeń. Łatwe jest też ścisłe dozowanie ługu.

2. Zmiękczanie wody fosforanami

Metoda fosforanowa polega na strącaniu praktycznie nierozpuszczalnych fosforanów wapnia i magnezu ( ich iloczyny rozpuszczalności są wielokrotnie mniejsze od CaCO₃), dzięki czemu osiągalna jest bardzo mała twardość szczątkowa.

Do zmiękczania stosuje się zwykle fosforan trójsodowy, Na₃PO₄·10H₂O, który reaguje z solami wapnia i magnezu zgodnie z równaniami reakcji:

3 Ca(HCO₃)₂ + 2 Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6 NaHCO₃

3 Mg(HCO₃)₂ + 2 Na₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂↓ + 6 NaHCO₃

3 CaSO₄ + 2 Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 3 Na₂SO₄

3 MgCl₂ + 2 Na₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂↓ + 6 NaCl

Powstający w reakcjach wodorowęglan sodowy w wyższych temperaturach rozkłada się z utworzeniem węglanu sodowego obojętnego, który może likwidować twardość niewęglanową, zmniejszając w ten sposób zużycie fosforanu. Rozkład termiczny NaHCO₃ zachodzi wg reakcji:

6 NaHCO₃ → 3 Na₂CO₃ + 3 CO₂ + 3 H₂O

Metoda fosforanowa ma wiele zalet. Zapewnia 2 ÷ 3 krotnnie większą szybkość procesu zmiękczania niż np. metoda wapno-soda; nie wymaga też bardzo ścisłego dozowania fosforanu, którego nadmiar nie tylko nie szkodzi, ale nawet jest pożądany. Fosforany bowiem nie korodują blachy żelaznej, a w wodzie zapobiegają tworzenia się kamienia kotłowego, który może powstawać w postaci krzemianu z resztkowej twardości szczątkowej w obecności SiO₂. Jest to możliwe dzięki temu, że na np. Ca₃(PO₄)₂ jest trudniej rozpuszczalny od CaSiO₃ i zgodnie z ogólną regułą strącania osadów może nie tylko wytrącać się w pierwszej kolejności, ale nawet rozkładać krzemian wapniowy już istniejący zgodnie z reakcją:

3 CaSiO₃ + 2 Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 3 NaSiO₃

w której tworzy się rozpuszczalny krzemian sodowy.

Podobnie zachowują się inne składniki kamienia kotłowego np. CaSO₄, ulegają rozkładowi pod wpływem fosforanów na tej samej zasadzie.

Mimo przytoczonych tu zalet metoda fosforanowa nie ma zastosowania do zmiękczania wody surowej - jest na to za kosztowna. Natomiast nadaje się do usuwania twardości resztkowej, pozostałej po zmiękczaniu wstępnym innymi metodami, czyli do tzw. korekcji.Często też używa się fosforanów do likwidowania pewnej minimalnej twardości resztkowej w kondensatach zasilających wysokoprężne kotły.

Majczęściej w metodzie fosforanowej używa się ortofosforanu trójsodowego znajdującego się w handlu w .postaci soli uwodnionej Na₃PO₄·10H₂O. Można stosować również tańsze wodorofosforany NaH₂PO₄ i Na₂HPO₄, a nawet kwas fosforowy H₃PO₄ - ale pod warunkiem, że w wodzie znajdują się składniki alkaliczne (NaOH, Na₂CO₃), które zobojętniają je.

2. Zmiękczanie związkami kompleksowo czynnymi

Związki kompleksowo—czynne nie dają osadu z solami Ca i Mg, lecz tworzą sole kompleksowe rozpuszczalne w wodzie. Jony Ca²⁺ i Mg²⁺ przechodzą do kompleksowego anionu i w związku z tym:

1. przestają być czynnikiem kamieniotwórczym,

1. tracą zdolność reagowania z anionami kwasów tłuszczowych
   wchodzących w skład mydeł.

Wejście jonów Ca²⁺ i Mg²⁺ w skład kompleksów jest równoznaczne z usunięciem twardości, chociaż nie zostają one wytrącone w postaci osadu. Nie reagując z mydłem nie przeszkadzają w praniu tkanin.

Do związków kompleksotwórczych szczególnie rozpowszechnionych należą metafosforany o wzorze ogólnym (NaPO₃)_x, a w szczególności sześciometafosforany (NaPO₃)₆ i czterometafosforany (NaPO₃)₄.

Handlowy produkt (NaPO₃)₆ zawira 67 ÷ 69% P₂O₅ i nosi nazwę „Kalgon”.

Twardość wody – rodzaje i sposoby jej usuwania

Radosław Chechłowski