Жесткость воды

В 60-х годах ученый Крис Гилби обнаружил, что категорию жесткости воды можно определить по находящимся в ней ионам. Жесткость воды определяется по наличию многовалентных катионов.

Жесткость обычно указывается в немецких единицах измерения, градусах жесткости (°dH). Для перевода в мг/л кальция необходимо разделить значение на 0,14. Один градус в немецких единицах измерения соответствует одной части оксида кальция в 100 000 частей воды. Различают также «временную» и «постоянную» жесткость воды.

Временная жесткость

Временная жесткость обусловлена сочетанием в воде ионов кальция и бикарбоната. Ее можно устранить кипячением воды или добавлением извести (гидроксида кальция). При кипячении происходит образование карбоната из бикарбоната и выпадение в осадок карбоната кальция из раствора, в результате чего после охлаждения вода становится более мягкой. Ниже приведена равновесная реакция, в рамках которой карбонат кальция (CaCO₃) растворяется в воде:

CaCO₃(s) + H₂CO₃(aq) ⇋ Ca₂+(aq) + 2HCO₃-(aq)

Постоянная жесткость

Постоянная жесткость — это жесткость (содержание минеральных веществ), которую невозможно устранить кипячением. Она обычно обусловлена наличием в воде сульфатов и (или) хлоридов кальция и магния, которые становятся более растворимыми при повышении температуры.

Общая жесткость

Общая жесткость соответствует сумме постоянной и временной жесткости. Поскольку именно точное сочетание минералов, растворенных в воде, вместе с pH и температурой воды определяет категорию жесткости, то невозможно с использованием единой шкалы надлежащим образом описать жесткость воды. В приведенной ниже шкале жесткости воды категории жесткости приблизительно соответствуют диапазонам концентрации минеральных веществ: