Жесткость воды: где проверить содержание солей в жидкости и как определить жесткость в домашних условиях

Обновлено: 11.09.2024

Проблема определения жесткости воды обозначилась особенно остро в связи с широчайшим распространением сложной бытовой техники, работоспособность которой нередко напрямую связана со свойствами используемой воды. Однако это вовсе не означает, что до наступления века электричества такой проблемы не существовало. Качественный и количественный состав солей в воде определяет ее вкус, степень расхода моющих средств, используемых для стирки или уборки, воздействие на кожу при гигиенических процедурах, на состояние пищеварительной и выводящей систем при употреблении воды и продуктов, в ней приготовленных.

Первыми, еще в XIX веке, подошли к решению вопроса определения жесткости среды аквариумисты, так как часто именно несоответствие этого показателя становилось препятствием к разведению некоторых экзотических рыб или растений. В XX веке развитие коммунального хозяйства стало толчком ко всестороннему изучению свойств воды, поступающей в водопроводные системы.

Заключение

Так как определить жесткость воды в домашних условиях не всегда удаётся, лучше обратиться за помощью в специализированные учреждения. Эксперты не только проведут анализ жидкости, но и посоветуют способы смягчения воды. Всё это позволит улучшить качество жизни - и своё, и домочадцев.

Проверка на вкус

Описать словами разницу между вкусом мягкой и жёсткой воды довольно сложно, однако не понять её при практическом сравнении почти нереально. Стоит отметить, что длительные тренировки позволяют определять жёсткость с погрешностью до 2−3 мг-экв/л, а иногда и ещё точнее.

В жёсткой воде чай приобретает вязкость, мутный оттенок и металлическое послевкусие

Принцип диагностики аналогичен проверке на пенообразование: необходимо приобрести две бутылки воды различной жёсткости, налить в третью тару исследуемую жидкость и поочерёдно продегустировать питьё из всех ёмкостей. Исходя из вкусовых ощущений, определяют, к какому значению ближе вода из-под крана.

Тем, кто пытается выявить уровень жёсткости на вкус, также поможет цельный листовой чай. Дело в том, что в жёсткой воде этот напиток приобретает вязкость, мутный оттенок и металлическое послевкусие, мягкая же придаёт ему коричнево-оранжевый цвет с янтарным отливом и приятный насыщенный вкус. Пакетированный или гранулированный чай для эксперимента не годится, поскольку может содержать красители.

Как узнать с помощью реагентов?

Описанные выше методики определения жесткости воды при помощи мыла все же дают приблизительные результаты, и для более точных замеров не подойдут. В некоторых случаях потребуются более надежные методики.

Реагенты для такого анализа можно приобрести в зоомагазинах в отделах аквариумистики. Часто аквариумистам требуется проверить жесткость воды, на предмет ее пригодности для содержания водных обитателей.

Если добавлять к дистиллированной воде соляную кислоту с известной концентрацией, в химии этот способ называется титрованием, можно получить несколько образцов раствора с установленной жесткостью. Обмакнув в раствор, мягкость которого известна, индикаторную бумажку (их также можно купить в отделе аквариумистики), сравнивают ее цвет с тем, что получился при анализе воды.

Можно использовать готовые реагенты, купленные там же, в зоомагазине, взяв 5 мл воды, к ней добавляют по каплям раствор из флакона, пока его цвет из розового не станет зеленым. За тем необходимо свериться с таблицей, которая продается в комплекте с реагентом.

Методы измерения

Самым достоверным способом померить жёсткость воды является лабораторный анализ. Сделать его можно в санэпидемстанции, где специалисты не только определят концентрацию солей, но и зафиксируют содержание прочих вредных примесей — нитратов, пестицидов, сероводорода и т. д. Анализ считается делом добровольным, однако при обустройстве автономной системы водоснабжения им лучше не пренебрегать — так жильцы дома будут уверены в том, что им не грозит инфицирование и прочие тяжёлые последствия употребления жидкости, непригодной для питья. Выполняют исследование сразу после прокачки новой скважины.

Для проведения анализа необходимо:

Открыть кран и сливать воду в течение 30 минут — это позволит избавиться от застоявшейся жидкости и вымыть частички металла, которые неизбежно накапливаются в железных трубах.
Набрать воду в чистую пластиковую либо стеклянную бутылку. Для этой цели вполне подойдёт ёмкость из-под минеральной воды. Ни в коем случае нельзя брать тару, в которой ранее был газированный напиток, поскольку сохранившиеся в ней остатки красителей и химических веществ исказят результаты исследования. Набирать жидкость нужно аккуратно, тонкой струйкой, во избежание чрезмерного воздействия кислорода.
Закрыть ёмкость, заполненную под самое горлышко, крышкой, поместить в плотный непрозрачный пакет и в течение двух часов доставить в лабораторию, где узнают жёсткость воды и уведомят об этом человека, обратившегося в СЭС.

Если проведение анализа по какой-то причине неосуществимо, определить жёсткость можно альтернативными методами. Эти способы легко применимы в домашних условиях и доступны каждому, однако с лабораторными исследованиями их точность не сравнится.

Для чего необходимо определять жесткость воды

Такой показатель, как жесткость воды, напрямую зависит от того, какое количество солей кальция и магния в ней содержится. Жесткость воды - неоднозначное понятие, так как она может быть сульфатной или карбонатной, это можно определить разными способами.

По своей сути, жесткость воды - это положительно заряженные ионы кальция и магния, которые в ней растворены. Определить этот показатель можно следующим образом: если его значение высокое, то при нагреве емкости с водой на ее стенках появится налет от солей.

Человек тоже подвержен появлению подобного налета, но проявляется он совершенно по-другому: камнями в желчном пузыре, почках или печени. Определить жесткость воды важно, поскольку от этого значения зависит возможность дальнейшего использования жидкости в той или иной сфере.

У вас должны возникнуть вопросы о жесткости воды дома или в офисе в том случае, если на чайнике появилась накипь, плохо работает бойлер, стиральная машина некачественно стирает. В таких ситуациях будет полезным определить значение этого показателя, например, сдав пробу на анализ в лабораторию.

Диагностика по степени пенообразования

Соли кальция и магния обладают свойством подавлять пенообразование, связывая мыло в нерастворимые соединения. По этой причине в жёсткой воде крайне плохо отмывается посуда и практически не отстирываются вещи. На ней же основан один из базовых способов определения характеристик воды: если мыло нормально пенится, жёсткость средняя, если не пенится вовсе — повышенная.

Для сравнения можно приобрести две бутылки воды с разной жёсткостью (этот параметр указан на этикетке), а в третью ёмкость налить жидкости из-под крана. Затем необходимо взять равное количество мыла и одновременно вспенить его во всех тарах. В результате получится пена, которую следует измерить линейкой.

В жёсткой воде крайне плохо отмывается посуда и практически не отстирываются вещи

Примерная жёсткость исследуемой жидкости измеряется путём несложных арифметических подсчётов: к примеру, если в мягкой воде (1 °Ж) высота пены составляет 15 см, в жёсткой (15 °Ж) — 1 см, а в воде из-под крана — 6 см, жёсткость последней является средним арифметическим двух первых параметров (т. е. 8 °Ж). Однако описанный способ нельзя назвать полностью достоверным — руководствуясь им, можно получить лишь общее представление о характеристиках воды.

Интенсивность образования накипи на бытовых приборах (кастрюлях, чайниках, ТЭНах) также позволяет сделать выводы о жёсткости. Так, если аэраторы кранов в доме забиваются за месяц, вероятнее всего, содержание солей превышает 10 мг-экв/л.

Определение жесткости воды приборами и «на глаз»

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 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 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 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.

Немало бытовых приборов сломалось благодаря обилию железа и излишних солей в воде. А сколько зубов разрушено и не счесть. Чем больше примесей в воде, тем она считается жестче. Такая вода излишне закислена и результат этого окисления оседает на барабанах стиральной машинки, водонагревательных элементах электрических чайников или бойлеров.
Но еще хуже, когда мы не видим результата, а он есть и ведет подрывную деятельность в наших организмах и отражается на здоровье человека. Результатом становятся песок в мочевом пузыре, камни в почках и желчном пузыре, проблемы с сосудами и ЖКТ, повышенная утомляемость и падение иммунитета. Отчего потребитель водопроводной воды чаще болеет. Как же этого избежать? Давайте разбираться с жесткой водой последовательно.

ЗАЧЕМ НУЖНО ОПРЕДЕЛЯТЬ ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ ДОМА

Мы никогда не найдем полезного фтора в водопроводной воде, его попросту туда не добавляют, как во многих странах запада. Фторирование отсутствует как таковое. Зато вода часто содержит переизбыток кальция, магния и сульфатов. И виной тому часто даже не водопроводы. Все это просачивается в воду через грунтовые слои из источника, а затем попадает и в реки, откуда часто и проходит водозабор. Конечно, она проходит определенную фильтрацию и отстаивается, но этого часто не достаточно. Жесткой водой может быть как городская, так и деревенская. И вода в колодце часто не панацея, а по качеству может быть гораздо хуже, чем та, что течет дома из-под крана.
По методологии определения воды жесткой считается та, уровень солей в которых превышает 6 миллиграмм на литр. Мягкой же водой считается та, уровень которой не превышает 3 миллиграмма на литр. Казалось бы, ответ прост - нужно пить мягкую воду. Но нет. Нужен баланс. Ведь при жесткой воде из-за обилия гидрокарбонатов кальция развивается мочекаменная болезнь, а при мягкой из организма вымываются минералы и микроэлементы. Следует следить за тем, что мы пьем, чтобы балансировать на грани, оптимальной для человека. Между этими пропастями разница всего лишь в три миллиграмма концентрата солей на литр.

К ЧЕМУ ПРИВОДИТ ЖЕСТКАЯ И МЯГКАЯ ВОДА

Почему воду прозвали жесткой, если она всего лишь перенасыщена? Причина в белье. После стирки ткани в такой воде становятся более жесткими. Происходит сорбция кальциевых и магниевых солей жирных кислот, результат которой мы и ощущаем на макроуровне. А на молекулярном уровне волокна ткани обладают ионообменными свойствами и способны сорбировать многовалентные катионы.Как это ощущается для кожи? Очень просто: жесткая вода подсушивает кожу. Происходит ощущение втянутости. А мыло в такой воде почти не выделяет пену. На всех металлических элементах, с которой взаимодействует такая вода, образуется накипь.
Обратная сторона - использование слишком мягкой воды. Она приводит к преждевременной коррозии труб. И происходит это из-за пониженного кислотно-щелочного буфера. Мягкая вода так же может приводить к проблемам с сердечно-сосудистой системой. Из-за процессов вымывания микроэлементов из организма сосуды становятся ломкими.Не лишним будет добавить, что вкус воды придают именно соли жесткости. Так что если избавиться от них совсем, то вода будет пресной, и по сути дистиллированной. Такая не будет приносить нам никакой пользы (как и вреда). Природа научилась сама регулировать уровень жесткости воды, увеличивая ее при испарении в засуху или уменьшая при обилии осадков. Но это не значит, что мы не можем и самостоятельно влиять на этот показатель.

СЕМЬ СПОСОБОВ, ЧТОБЫ ПРОВЕРИТЬ ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Самый надежный - сдать в лабораторию на экспертизу. Результатом станет полный анализ с подробным химическим составом вашей воды. Гарантия - 100 %.

Моем руки с мылом. Ощущаете стянутость кожи, после того, как она высохла или вы вытерли ее полотенцем? Тогда порог жесткости повышен. Концентрация тем больше, чем больше сушит кожу. Результат должен проявляться у всех членов семьи. Так как у некоторых людей бывает сухая кожа сама по себе. Гарантия метода - 60 процентов.

Осматриваем краны , смесители, металлические части, которые контактируют с водой. Если видите белый налет или белые разводы, то вода - жесткая. Гарантия - 70 процентов.

Открываем чайник . Без разницы электрический он или подогревается на газе или электро-конфорке. При жесткой воде на дне и на стенках осядет накипь. Это выпаренные при нагревании соли, которых может быть слишком много. При длительном использовании они появятся все равно. Но должно насторожить то, если эта накипь появится вскоре после покупки чайника или после его тщательного отмывания содой. Гарантия метода - 50 процентов.

Пока моете руки, посмотрите, как мылится пена . Чем ее больше, тем мягче вода. Это же касается и моющих средств для посуды. Но иногда само мыло и моющие средства не надлежащего качества или производитель сэкономил на их производстве и такие продукты сами по себе неохотно пенятся. Так что метод работает лишь на 40 процентов.

Заглядываем в стиральную машинку при ее работе. Примерно в середине цикла. Много пены? Тогда варианта два - вы добавили большое количество порошка или вода мягкая. Нет пены совсем - вода жесткая… Или вы добавили мало химического продукта для стирки. Так что результат подобной диагностики дает гарантию лишь в 30 процентов.

И наконец, самый ненадежный способ - пробуем воду на вкус или прислушиваемся к ощущениям во рту утром, пока не почистили зубы. Есть вероятность процентов в 10, что вы обладаете развитыми рецепторами и сами ощутите, что вода жесткая.

КАК СМЯГЧИТЬ ВОДУ САМОСТОЯТЕЛЬНО

Используйте воду из проверенных источников. В некоторых местах она по определению мягкая. Такие природные источники далеки от залежей гипса или известняка. Но данный метод показан лишь к питьевой воде, и если под рукой есть канистры и транспорт.
Можно так же обратиться к химии и смягчать воду с помощью полифосфатов или кальцинированной соды. Но если вы не химик и не обладаете прибором для определения жесткости воды под рукой, то это очень ненадежный метод и может привести лишь к порче здоровья.
Есть вариант использовать ионообменные смоляные фильтры. Они забирают лишнюю соль, но быстро забиваются. И чем дольше его используют, тем больше шанс нанести вред здоровью.
Наиболее надежным способом считается приобретение кувшинов со сменными картриджами. Фильтры в них тоже забиваются со временем, но их легко менять, а так же наблюдать за процессом их загрязнения. Заодно подобные устройства чистят воду от сторонних примесей. Можно так же использовать умные бытовые приборы для регулировки жесткости воды. В них все показатели выводятся прямо на дисплей и не нужно постоянно обращаться в лабораторию, чтобы понять, что течет из крана. Один минус - чем совершеннее подобная система, тем она дороже. Но поправлять здоровье - дело еще более затратное.

Какими бы методами для диагностики жесткости воды вы не пользовались, главное - внимание к данному вопросу. Достаточно периодических профилактических мер для поддержания здоровья. Организм часто сам решает, что ему сейчас нужно - помягче или пожестче. Следует лишь предлагать ему разные варианты питьевой воды. Иногда берем воду из источников, иногда покупаем в бутылках, а иной раз ставим фильтры на кран, и здоровье скажет вам спасибо. А для стирки белья или мытья посуды подходит любая вода, если она приятная на вид и не несет посторонних запахов.И все же вода - основа нашей жизни. Не обязательно задумываться над проблемами катионирования, обратного осмоса или электродиализа. Но лучше сделать так, чтобы за нас думала умная техника. Поэтому лучше доверить семейный водный ресурс ей. Благо, желающих продать нам эту умную технику для повышения качества воды на рынке хоть отбавляй.
Статью проверил и отредактировал Papa Vlada.

С первого взгляда такое понятие, как жесткость воды, звучит странно - если бы речь шла о льде, тогда было бы все значительно понятнее. Но на самом деле этой характеристике уделяется большое внимание достаточно часто и в разных сферах, так как вода влияет на здоровье человека. Ниже мы ответим на вопрос, как именно и какие методы нужно использовать для того, чтобы определять жесткость воды.

Из этой статьи вы узнаете:

Как определить жесткость воды
Как определить жесткость воды с помощью приборов
Как определить жесткость воды в домашних условиях

Как определить жесткость воды различного типа

Использование приспособлений

Научно-техническая революция позволила распространить некоторые лабораторные методы и в быту.

Так, разработанные для удобства проведения опытов в лаборатории индикаторы, в том числе и известная со школьной скамьи лакмусовая бумага, стали доступны не только научным работникам, но и простому обывателю. Одним из наиболее надежных способов определения жесткости в домашних условиях остается использование тест-полоски, это то же самое, что и индикаторные полоски. Измерить жесткость полоской очень просто, опустив такую полоску в воду, ее нужно сразу же вынуть. Ионы солей, растворенные в воде, вступают в реакцию с нанесенным на полоску индикатором, и цвет будет изменяться. Вместе с такими полосками обязательно необходимо использовать цветовую шкалу, которая, как правило, продается в наборе полосок. Приложив смоченную в воде полоску к шкале, надо подобрать соответствующий цвет. Он и покажет жесткость. Чем выше этот показатель, тем ярче будет цвет полоски.

Иногда для определения общей жесткости используют особый прибор - измеритель электропроводности (TDS-метр), этот показатель напрямую зависит от содержания ионов в растворе. У метода есть существенный недостаток, этот прибор - определитель электропроводности, а это совершенно иная характеристика раствора. Вместе с ионами жесткости (кальцием и магнием) он реагирует на содержание, вообще, всех ионов, даже и тех, которые никоим образом не влияют на уровень жесткости воды. Таким образом, можно получить искаженные сведения.

Использование специальных приборов и реактивов сопряжено с рядом опасных факторов. Приборы, подключаемые к электрической сети, ввиду применения электродов, опускаемых в жидкость, требуют особого внимания к соблюдению норм техники безопасности. Важно помнить, что руки желательно держать сухими, не лишними будут и резиновые перчатки. Место, где проводятся замеры, должно быть удобным, лучше это делать на столе, и ни в коем случае не в ванной комнате, где влажность всегда повышенная.

Некоторые методики требуют специальных реактивов, особую опасность представляют кислоты. Для проведения таких замеров лучше иметь специальную посуду, использовать спецодежду (например, белый лабораторный халат) и резиновые перчатки.

Для проведения опытов с жидкостями также могут быть не лишними специальные защитные очки для глаз.

Присутствие маленьких детей в помещении, где проводится анализ образцов жидкости с помощью реактивов или электрических приборов, недопустимо.

Ну и, конечно, надо вспомнить элементарные правила проведения опытов из школьного курса химии.

Жёсткость - одна из важнейших характеристик воды. Это свойство воде придают соли магния и кальция (Mg и Ca), которые называют солями жёсткости. Чем меньше их концентрация, тем мягче вода.

Единицы измерения. Единой единицы измерения жёсткости воды в мире не существует. Этот показатель измеряют в градусах, наиболее часто используют немецкие, французские и американские единицы.

В соответствии с ГОСТом 31865-2012 за единицу измерения жёсткости в России принят градус (ºЖ), величина которого равна 1 мг-экв/л (в числовом выражении это соответствует концентрации Ca или Mg, эквивалентной 1/2 миллимоля на литр).

Для определения соотношения градусов разных стран используют условную единицу ppm (part per million, или пропромилле), то есть миллионную долю базовой массы: 1 ppm = 0,0001 % (1 мг на килограмм).

Показания бытовых приборов обычно выражены в единицах страны-производителя. Чтобы сравнить их с указанными в нормативных документах, полученные значения переводят в принятые в стране единицы измерения.

Значения градусов жёсткости, приведенных к ppm:

1 dH (немецкий градус) = 17,8 ppm;
1 f (французский градус) = 10 ppm;
1 (английский градус, Clark) = 14,3 ppm;
1 A (американский градус) = 1 ppm;
1 мг-экв/л (1ºЖ) = 50,05 ppm.

Другие методы определения

Понять, к какой категории жесткости относится вода (жесткая она или мягкая), можно и по другим признакам. Дома, с большой долей вероятности, можно использовать старинный метод - проверка жесткости на вкус. Вода с большим содержанием ионов жесткости может иметь металлический привкус. Мягкая вода, наоборот, может показаться безвкусной, излишне пресной.

Способы, применяемые в лаборатории, например, комплексонометрический, основанный на использовании специальных растворов для выявления количества ионов кальция и магния, весьма точны, но в быту обычно недоступны.

Использование индикаторных полосок

Специальные тесты для определения жёсткости воды можно приобрести в зоомагазинах, фирменных магазинах бытовой техники либо через торговые интернет-площадки. Индикаторные полоски представляют собой кусочки пропитанной реагентом бумаги, которая меняет цвет при контакте с жидкостью. Интенсивность окраса будет варьироваться в зависимости от концентрации солей. Подробная инструкция по применению указана на упаковке с тестами.

Индикаторные полоски представляют собой кусочки пропитанной реагентом бумаги, которая меняет цвет при контакте с жидкостью

Главным недостатком метода является то, что правильно интерпретировать полученный результат иногда бывает затруднительно. Тогда тест повторяют несколько раз, на глаз определяя интенсивность цвета и сравнивая её с предложенной палитрой. А если учесть, что качественные индикаторные полоски чаще всего зарубежного производства, приходится ещё и переводить указанные единицы измерения из европейских в российские.

Кроме того, даже неукоснительное соблюдение всех условий теста не гарантирует стопроцентной точности результата. Гораздо лучше воспользоваться специальным прибором — солемером, или TDS-метром, способным определить жёсткость исходя из электропроводности воды. Однако такой аппарат стоит приличных денег и требует от владельца определённых навыков.

Как определить с помощью мыла?

В домашних условиях точно определить градус жесткости питьевой воды, в том числе и той, что течет из крана, практически невозможно, однако можно попробовать определить относительную жесткость. Для этого исстари использовалось мыло. Известно, что в мягкой воде его эффективность несколько выше, а вот жесткая снижает пенообразование и моющий эффект мыла. Пену, образованную в очень мягкой воде будет трудно смыть после намыливания. Народные эксперименты с этим моющим средством выработали недорогую, но действенную методику определения интересующего нас показателя.

Косвенно о жесткости воды может сказать слой пены, образующейся при вспенивании мыла. Так, в воде, имеющей 1°Ж, этот слой может достигать 10 см, в воде, у которой жесткость близка к 15°Ж, не получится взбить пену более 1 см. Можно примерно вычислить среднюю жесткость: при слое пены в 5 см это будет 7-8°Ж.

Для более точных замеров при помощи мыла понадобится самый простой набор лабораторного оборудования: цилиндрический прозрачный стакан, линейка, весы. Так же, как и для настоящего лабораторного опыта, потребуются некоторые вещества: дистиллированная вода и хозяйственное мыло.

Надо подготовить и измельчить 1 г мыла (для этого и потребуются точные весы). Растертое в порошок мыло поместить в стакан, добавить теплую, но не кипящую дистиллированную воду, и тщательно перемешать до полного растворения мыла. Если мыло 60%, надо долить дистиллированной воды до высоты 6 см, если 72%, то, соответственно, до 7,2 см (можно около 7 см).

Считается, что каждый сантиметр этого раствора связывает столько ионов, сколько дают жесткость, равную 1°Ж.

К приготовленному раствору необходимо долить 0,5 литра воды, жесткость которой требуется определить. Затем полученный раствор перелить в более удобный прозрачный сосуд и, перемешивая, добиться образования пены. При этом часть ионов металлов будет связана в пене, и общий уровень раствора станет меньше, для замера его вновь надо перелить в мерный стакан. Уменьшение уровня на 1 см покажет жесткость в 2°Ж, соответственно, если после образования пены уровень раствора понизился на 4 см, это означает, что жесткость воды близка к 8°Ж.

Понятие жёсткости

Жёсткость воды — это комбинация её химических и физических характеристик, связанных с количеством солей щёлочноземельных металлов (в частности, кальция и магния). Чем меньше солей содержится в воде, тем мягче она считается. В природных условиях уровень жёсткости является непостоянной величиной и может варьироваться в течение года, повышаясь при сильном испарении жидкости и уменьшаясь в сезон дождей.

Различают постоянную жёсткость, вызванную присутствием солей, и временную, образованную гидрокарбонатами. Последняя не представляет особой проблемы, поскольку легко устраняется кипячением.

Излишне жёсткая вода не только сокращает срок службы бытовых приборов, способствуя образованию накипи на нагревательных элементах, но и приносит вред здоровью. Регулярное употребление жидкости с высоким содержанием солей раздражает слизистую кишечника и является одной из причин образования камней в почках. Однако излишне мягкая вода также имеет недостатки: её постоянное использование способно спровоцировать коррозию труб за счёт отсутствия кислотно-щелочной буферности, которую обеспечивает гидрокарбонатная жёсткость.

Излишне жёсткая вода сокращает срок службы бытовых приборов и является причиной камней в почках

Для численного выражения характеристик жидкости используют градусы жёсткости и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию 20,04 мг кальция или 12,6 мг магния в литре воды. В странах постсоветского пространства рекомендуется использовать воду с жёсткостью не выше 7 мг-экв/л, а в Европе — 1,2 мг-экв/л.

Согласно действующему стандарту, общепринятой единицей измерения считается градус жёсткости — 1 °Ж. По этому показателю воду разделяют на три категории:

жёсткая — свыше 10 °Ж;
средней жёсткости — 2−10 °Ж;
мягкая — до 2 °Ж.

Краткая информационная справка

В воде содержится магний и кальций, соли этих химических элементов влияют на уровень жёсткости.

Существует три типа жесткости.

Временная, или карбонатная. Возникает при наличии гидрокарбонатов в жидкости. Устранить данную проблему легко - при нагревании они образовывают угольную кислоту и выпадают в осадок. После кипячения повышается мягкость воды.
Постоянная, или некарбонатная. Обусловлена присутствием сильных солей в жидкости, например, серной или азотной кислот. После нагревания они не распадаются, не образуют осадок.
Общая. Для определения необходимо суммировать показатели по временной и постоянной жесткости.

Опасность для бытовых приборов представляет только карбонатная жесткость - она способствует появлению накипи, загрязнению механизма.

Для человека негативные последствия приносит общая жесткость (при повышенных показателях).

В такой воде повышается расход бытовой химии и средств личной гигиены. А ещё изменяется вкус продуктов (мясо и крупы плохо развариваются); ухудшается состояние волос и кожных покровов. Также повышается риск возникновения камней в почках и сердечно-сосудистых заболеваний.

Как определить временную жесткость воды

Наличие временной жесткости воды характеризуется наличием в ее составе положительно заряженных ионов кальция, магния и железа, бикарбонатных и гидрокарбонатных анионов (II). Ее можно определить следующим образом: при нагреве такой воды происходит разложение гидрокарбонатов, но образуются малорастворимый карбонатный осадок, вода и углекислый газ.

По внешним признакам

Отличить жесткую воду от мягкой по внешним признакам также довольно просто. Чай или кофе в жесткой воде плохо завариваются, да и не в полной мере раскрывают свой вкус.

А также можно использовать стекло или зеркало. На его поверхность помещается капля жидкости, жесткость которой необходимо определить. Дождавшись ее испарения, можно увидеть оставшийся осадок. Количество осадка подскажет, много ли солей в образце.

Этим методом можно сравнить сырую и кипяченую воду, тогда будет видна разница между временной и постоянной жесткостью.

В чем измеряется жесткость воды?

Для количественного измерения любых наблюдаемых природных процессов придуманы особые единицы, не исключение и жесткость воды. Так как способов ее лабораторного определения несколько, соответственно, в науке закрепились различные единицы измерения.

В России с 2014 года для измерения жесткости воды принята особая единица - градус жесткости (°Ж), именно она внесена в ГОСТ. Градус жесткости связан с единицей измерения, принятой для измерения количества вещества в химии, - моль. В 1°Ж содержится 0,5 миллимоль ионов металла на литр. А также для измерения жесткости воды применяют особую единицу миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л). Российский градус жесткости равняется 1 мг-экв/л. Градусы жесткости в разных странах чаще всего не совпадают, по этой причине, чтобы перевести градус жесткости, принятый в какой-либо стране, в российские градусы жесткости приходится использовать специальные рассчитанные профессионалами таблицы.

Например, американский градус жесткости примерно равняется 0,02°Ж, немецкий - 0,35°Ж, английский - 0,28°Ж, французский - 0,19°Ж. Учет разницы единиц измерения может быть актуален в случае приобретения импортной бытовой техники или моющих средств непосредственно в стране-изготовителе.

Химически жесткость обусловлена присутствием в воде ионов металлов и некоторых анионов, возникающих при диссоциации растворимых солей. Поступают такие вещества в воду из горных пород. Именно минеральный состав грунта определяет наличие солей в растворах. Концентрация солей может изменяться сезонно. Наибольшая концентрация отмечается для начала весны, так как в это время на фоне полного отсутствия притока чистой воды из атмосферных осадков: талой от снега и дождевой, практически лишенных растворенных солей, уровень воды в грунте существенно уменьшается.

Надо учитывать, что определение жесткости природной воды в различные сезоны года, может дать неодинаковые результаты.

При этом некоторые ионы из раствора удаляются кипячением, в результате жесткость может быть снижена. Это так называемая временная или карбонатная жесткость. Повышение температуры вызывает ускоренную реакцию гидрокарбонатного аниона (HCO 3-) с находящимися в воде катионами Ca 2+, в результате которой образуется малорастворимый осадок карбоната кальция СаСО3, покрывающий поверхность посуды или нагревательный элемент тем, что принято называть «накипь». Вместе с паром в воздух уходит некоторое количество образовавшегося в ходе реакции углекислого газа СО2, также в результате реакции образуются молекулы воды (Н2О).

Таким образом, часть ионов влияющих на жесткость воды, связываются, и общее их количество уменьшается, что делает воду мягче, но, как уже отмечалось, побочным эффектом процесса становится растущий налет накипи.

Постоянная жесткость воды обусловлена прежде всего наличием в растворе ионов Са2+ и Mg2+, а также некоторых других катионов. Главными их источниками являются растворимые осадочные горные породы, через слои которых проходит вода: известняки, доломиты, гипс и некоторые другие. Ионы железа могут поступать и при взаимодействии воды со стенками трубопроводов - особенно это заметно, если сроки эксплуатации систем накопления и распределения воды значительно превышены. Связать в нерастворимые соли эти ионы кипячением не получится, а если в воде мало или отсутствуют гидрокарбонатные анионы, не свяжется и кальций.

Общая жесткость складывается из показателей постоянной и временной жесткости, так как для некипяченой «сырой» воды, характерной для природного источника (например, скважины), или поступающей из водопровода определяться лабораторно будет именно она. Эта жесткость и измеряется по ГОСТу в°Ж.

В России мягкой считается вода, имеющая не более 2°Ж, высокую жесткость имеет раствор с 10°Ж и более. От 2°Ж, до 10°Ж имеет жидкость со средним показателем этого параметра.

Как определить жесткость воды с помощью специальных приборов

Вода должна иметь оптимальный показатель жесткости, поскольку полное отсутствие солей вредно для организма человека. Если в воде, например, мало карбонатных солей, это ведет к появлению сердечнососудистых заболеваний.

Если говорить о самих емкостях, в которых вода нагревается, то мягкая вода способствует коррозии. Поэтому после работы оборудования с мягкой водой в теплоэнергетике поверхности дополнительно обрабатывают раствором, содержащим вещества, которые замедляют этот процесс.

Таким образом, вода, из какого источника вы бы ее ни взяли, имеет какой-то показатель жесткости, причем идеально, если он имеет среднее значение, ведь как избыток солей, так и их недостаток ведут к определенным последствиям.

Определить жесткость воды в наше время несложно - сейчас можно приобрести специальные приспособления для контроля этого показателя и в доме, и на производстве. Оптимальный вариант - прибор TDS-3, на рынке его можно встретить под разными торговыми названиями.

Можно использовать другое приспособление, которое позволяет определить жесткость воды, - электролизер. Это достаточно дешевый прибор.

Электорлизер не сможет определить уровень жесткости воды в цифрах, но он окрасит жидкость в определенный цвет в зависимости от того, насколько в ней много соли. После электролиза вы поймете, с какими именно примесями имеете дело также по цвету воды.

Подобный прибор вы можете изготовить сами, для этого возьмите:

нержавеющую сталь, размер 50 х 50 см;
болты М6 х 150;
шайбы;
гайки;
прозрачную трубку;
штуцеры;
пластиковый контейнер объемом полтора литра;
фильтр для очистки воды;
обратный клапан для воды.

Основой для будущего прибора будет служить лист нержавейки, идеально — AISI 316L, если она импортная, и 03Х16Н15М3, если она отечественная.

Теперь нержавейку нужно разметить и разрезать на 16 одинаковых квадратов, после чего у каждого из них срезаем один угол, а на противоположном углу сверлим дырку, которая пригодится чуть позже. Принцип работы электролизера заключается в движении электричества от пластины одного заряда к пластине противоположного заряда, как итог - вода распадается на кислород и водород.

Для того чтобы создать хорошее движение тока, пластины подключают поочередно: сначала положительный заряд, затем отрицательный, снова положительный и т. д. Трубка применяется для изоляции, от нее нужно отрезать кольцо, разрезав которое получаем полоску толщиной 1 мм.

Шайбы нужны для того, чтобы собрать пластины: на болт прикручиваем шайбу, потом пластину и три шайбы, потом снова пластина и так далее. На каждом заряде должно быть по восемь пластин. Все это нужно делать достаточно аккуратно, чтобы избежать соприкосновения спилов пластин с электродами.

Следующий этап создания прибора для определения качества воды - стягивание гаек и изоляция пластин, после чего помещаем то, что получилось, в пластмассовый контейнер подходящего размера.

В местах касания болтами стен бокса сверлим две дыры. Может получиться так, что болты не проходят в ёмкость, тогда обрежьте их и затяните для герметичности гайками. Теперь сверлим отверстие в крышке для штуцеров. Для создания герметичности шва обрабатываем его силиконовым герметиком.

До того как вы соберетесь определить жесткость воды таким прибором, нужно проверить, достаточно ли хорошо он работает: подключите прибор к питанию, наполните водой до болтов, накройте крышкой, подключите к штуцеру трубку и опустите другой конец трубки в воду. Если ток появится, то его можно увидеть.

Теперь ток постепенно нужно увеличивать. Дистиллированная вода из-за своей чистоты очень плохо проводит ток, поэтому для создания электролита в нее нужно добавить щелочь, например, гидроксид натрия (присутствует в средствах для очистки труб типа «Крот»). Защитный клапан предотвращает излишнее скопление газов. Поздравляем, у вас есть собственноручно изготовленный прибор, который позволит определить жесткость воды!

Жёсткая вода является первопричиной целого букета бытовых неприятностей: известкового налёта на кранах и мойке, белых разводов на посуде, накипи на нагревательных элементах приборов. От качества водопроводной воды зависит количество порошка, добавляемое в стиральную машину, дозировки полифосфатов перед системой обратного осмоса и даже продолжительность жизни аквариумных рыбок. Именно поэтому важно знать, как определить жёсткость воды в домашних условиях.

Жёсткая вода является первопричиной целого букета бытовых неприятностей

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Если в чайнике постоянно появляется налёт, стиральная машина практически не удаляет загрязнения с одежды, посудомоечная машина не справляется даже с почти чистыми тарелками - стоит проверить уровень жесткости.

Также «симптомы» могут проявляться у владельцев квартиры, например, возникают проблемы с желудочно-кишечным трактом или чаще загрязняется кожа головы.

Определить уровень жесткости можно в лаборатории, при помощи специальных приборов и подручными средствами. Если у вас нет возможности предоставить пробу воды специалистам или приобрести ряд приспособлений, мы советуем использовать один из нижеприведенных способов.

Измеряется уровень жесткости в °dH. Для проведения экспериментов вам пригодится следующая таблица:

Очень мягкая вода	от 0 до 4 °dH
Мягкая вода	от 5 до 8 °dH
Средняя жесткость	от 9 до 18 °dH
Жесткая вода	от 19 до 30 °dH
Очень жесткая вода	от 31 °dH и выше

Почему нужно уметь измерять жёсткость 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.

Вред жёсткой воды:

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.

Виды жёсткости воды

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 Как и почему меняется жесткость воды

Дополнительные варианты определения жесткости

Есть и другие методы того, как определить жесткость воды. Правда, они не могут похвастаться точностью. Зато с их помощью вы сможете определить, жесткая ли у вас вода или все показатели в пределах нормы.

Вскипятите небольшое количество воды, остудите до комнатной температуры (примерно 20-22 °С). Попробуйте воду: если она горькая и терпкая, в жидкости содержатся соли магния и железа в большом количестве.
Посмотрите на ваш чайник, бройлер и другие нагревательные приборы. Присутствует белый или желтый налет? Возникает он не моментально. Если за 1,5-2 месяца появляется накипь, уровень жесткости вашей воды - около 11 °dH (средняя жесткость). За более короткий срок - от 18 °dH и выше.
Возьмите кусок мыла и умойтесь. Удалось ли смыть пену? Не сушит ли кожу? Если ответ положительный, у вас мягкая вода или средней жесткости.

Как определить постоянную жесткость воды

Для того чтобы определить постоянную жесткость воды, нужно выявить содержание в ней солей кальция и магния - сульфатов, фосфатов и хлоридов, которые полностью растворяются в воде и не осаждаются при кипячении. Воду можно очистить от них фильтрами с ионообменной смолой, обратным осмосом или электродиализом. Чтобы определить показатель общей жесткости воды, нужно суммировать показатели временной и постоянной жесткости.

Как определить карбонатную и некарбонатную жесткость воды

Карбонатная жесткость - это почти 100 % всех случаев, но для того, чтобы определить, что это именно она, нужно использовать специальные методы.

Что можно сделать, чтобы определить карбонатную жесткость воды:

произвести химическое исследование на жесткость;
обратиться в лабораторию;
купить в магазине специальный тест, который позволит определить жесткость воды;
обратиться за помощью к специалистам.

Виды фильтров для воды и их характеристики
Как установить фильтр для воды - полезные советы
Как пить воду правильно: практические рекомендации

Определение жесткости при помощи мыла

Понадобится кусок хозяйственного мыла. Из уроков химии мы знаем, что мыло плохо «работает» в жесткой воде, это обусловлено большим содержанием солей магния и калия в жидкости. Если вам не удаётся извлечь пену при намыливании рук - вода жесткая, когда появляется много пены и ее даже тяжело смыть - мягкая.

Для эксперимента также нужен прозрачный стакан. Лучше всего взять мерную емкость, где легко увидеть уровень жидкости. Если такой тары под рукой не оказалось, можно использовать и обычный стакан. Он может иметь диаметр от 55 до 75 миллиметров (5,5 и 7,5 сантиметров).

Проверка выглядит так.

Необходимо взять 1 грамм мыла, измельчить и аккуратно растворить в дистиллированной воде, её можно приобрести в магазине. Далее мыльный раствор требуется перелить в цилиндрический стакан и долить воды - 6 см, если у вас мыло 60%, и около 7 сантиметров, если 72% (подобная информация указывается на упаковке мыла).
В литровую банку нужно налить 0,5 л той воды, которую вы решили проверить. В эту же ёмкость вливаем полученную смесь из мыла дистиллированной воды, при этом постоянно помешивая.
Сначала будут появляться только хлопья, но в дальнейшем образуются пузыри, потом на поверхности возникнет упругая белая пена. При её появлении смешивание прекращается, вам нужно перейти к измерениям. Для определения жесткости учитывается, сколько сантиметров воды пришлось вылить из стакана в банку для получения пены. Один сантиметр мыльного раствора приравнивается к 2°dH.
Если вам потребовалось вылить 3 см до получения пены, ваша вода имеет жесткость 6°dH (мягкая). Если вы вылили весь мыльный раствор, а пены так и не появилось, вода определенно жесткая (выше 12 °dH).
Для точной классификации можно повторить опыт, но разбавить образец смесью в два захода.

Обратите внимание, что подобный метод может давать небольшую погрешность в 1-2 градуса. При использовании обычного стакана вероятность неточности возрастает на несколько °dH. Подобный разброс вполне приемлем при домашней проверке воды.

Способы умягчения

Проверить уровень жёсткости можно несколькими способами, но это только половина дела. Конечно, если вода мягкая, то никаких дополнительных действий не потребуется, а вот повышенная жёсткость является проблемой, требующей устранения. Для этого применяются следующие методы:

Термическая обработка (кипячение). Считается лучшим вариантом нейтрализации жёсткости, образованной гидрокарбонатами, но для остальных случаев не подходит.
Очистка методом обратного осмоса. Способ основан на прохождении жидкости под давлением через полиамидные мембраны, проницаемые только для частиц, размер которых меньше диаметра молекул воды либо равен ему (например, кислорода). Вода проходит из более концентрированного раствора в менее концентрированный, то есть в обратном для осмоса направлении, вследствие чего очищается от большинства вредных примесей. Очистка методом обратного осмоса поможет сделать воду менее жесткой

В сутки человек употребляет не менее двух литров жидкости, качество которой оказывает непосредственное влияние на состояние его здоровья. Чистая вода с оптимальным содержанием необходимых микроэлементов помогает восстановить баланс в организме и обеспечить нормальную работу последнего, поэтому контролировать её характеристики чрезвычайно важно.

Вопрос, как определить жесткость воды в домашних условиях, действительно очень важен. Почему? Именно от этого показателя зависят многие факторы - от качества блюд до состояния здоровья.

Как часто вы слышали фразу: «У нас жёсткая вода»? Для незнающих людей это словосочетание может звучать глупо и абсурдно, но не спешите сразу же делать выводы. Вода влияет на наше самочувствие, рацион питания и домашние дела (стирка, влажная уборка, мытьё посуды).

По вкусу

Данный способ не гарантирует точного результата, но имеет право на существование. При должной сноровке вы сможете быстро отличить мягкую и жёсткую воду по вкусу с небольшой разницей (до 3-5°dH).

Для эксперимента потребуется три стакана. В первый наливается мягкая вода, обычно производители маркируют такие товары и их легко найти в магазине. Во второй следует налить вашу воду, в третью - с повышенным содержанием солей жесткости (например, лечебную или минеральную).

Для определения жесткости достаточно просто попробовать воду из каждого стакана и записать свои ощущения. Можно выстроить специальную шкалу, где на начальном этапе будет самая мягкая, а в конце - самая жесткая. На шкале отметьте точку, которая соответствует вашей воде (например, посередине или ближе к жесткой воде).

Зачастую используются баллы для домашней классификации: от 1 до 3 - мягкая; от 4 до 6 - средняя; от 7 до 10 - жесткая.

Читайте также: