1- سختی آب چیست ؟
آب سخت آبی است که حاوی نمك‌هاي معدني از قبيل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.
سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد میشود. آبهای
نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی
آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد میشود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل
می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده میشود.
مضرات آب سخت
علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای
معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی
و قهوه میشود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن
صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع
سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن
این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی آب ، با جوشاندن کربنات‌های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب
در مناطق دارای آب سخت درون کتری‌ها دیده‌می‌شود. سختی دایمی یافت میشود.
شاید تا به حال بارها و بارها در باره سختی آب و یا سنگینی آب شنیده باشید. اما هنوز تعریف دقیقی از این مفاهیم در ذهن نداشته باشید.
بسیاری از مردم این دو مفهوم را به یک معنا می دانند و تفاوتی بین این دو قائل نیستند. عده زیادی نیز واژه "سختی آب" را به جای "سنگینی
آب" استفاده می کنند.
در اینجا به توضیح این مفاهیم و تفاوت های بین این دو مفهوم می پردازیم.
سنگینی آب (TDS)
TDS مخفف عبارت Total Dissolved Solid به معنای " کل جامدات محلول" است. منظور از TDS كل مواد جامد محلول در آب است كه برابر
مجموع غلظت همه یونهای موجود در آب می باشد. مواد محلول در آب ممكن است از نظر ماهیت « آلی » یا « معدنی » باشند.
مواد غیر آلی ( معدنی ) حل شده در آب شامل : مواد معدنی ، فلزات و گازها می باشند. بعضی از مواد آلی به صورت ذرات كلوییدی هستند
اما بیشتر مواد آلی به صورت محلول هستند. آلاینده های آلی ممكن است باعث بو ، رنگ و طعم نامطبوع آب شوند.
سختی آب بخاطر حضور املاح ( کاتیونها ) دو ظرفیتی در آب ایجاد می شود . از مهم ترین فلزات دو ظرفیتی که در آب یافت می شوند کلسیم و
منیزیم باید نامبرده شوند ( آهن و منگنز بندرت در آبهای سطحی در غلظت قابل توجهی وجود دارند ) همانطور که گفته شد آبهای زیرزمینی
از نظر سختی غلظت بیشتری در مقایسه با آبهای سطحی دارا می باشند . اگر چه سختی از نظر بهداشتی هیچگونه مشکلی بوجود
می آورد ولی باعث کف نکردن صابون میگردد و البته در دستگاههای حرارتی نیز رسوب ایجاد می نماید. آبهائی که سختی آنها کمتر از 50 میلی
گرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم است نرم و چنانچه سختی تا 150 میلی گرم در لیتر باشد نسبتاَ سخت و بیش از 300 میلی گرم در لیتر را
خیلی سخت مینامند .
برای اندازه گیری سختی از محلول EDTA استفاده می شود .این ملح در مجاورت کاتیونهای دو ظرفیتی تغییر رنگ میدهد.
بطور کلی سختی را بر دو نوع موقت و سختی کل تعریف می کنند. سختی کل مربوط به املاح کاتیونهای دو ظرفیتی است در حالیکه سختی
موقت یا سختی کربناته مربوط به کربنات و بی کربنات های کلسیم و منیزیم است که چون در مجاورت حرارت ایجاد رسوب می کنند سختی
موقت نامیده می شوند.
جون سختی کربناته ( سختی موقت )بسیار نامحلول تراز سختی دائم(مثل سولفات کلسیم یا کلراید کلسیم ) می باشد بنابراین بیشتر از
سختی دائم ایجاد اشکال می کند. (سختی دائم = سختی موقت - سختی کل )
آزمایش تعیین قلیائیت آب
از آزمایشهای مربوط به تعیین قلیائیت نیز می توان نوع سختی را بدست آورد :
1- هرگاه سختی کل بیشتر از قلیائیت کل باشدسختی کل معادل سختی کربناته ، و تفاضل سختی کل و قلیائیت کل نشاندهنده سختی غیر
کربناته ( سختی دائم ) است .
2- هرگاه سختی کل معادل قلیائیت کل باشد ، کل سختی بصورت کربناته است .
3-هرگاه سختی کل از قلیائیت کل کمتر باشد مقدار سختی کربناته معادل سختی کل است و اختلاف بین سختی کل و قلیائیت کل نشان
دهنده قلیائیت بصورت بیکربنات پتاسیم یا سدیم می باشد.
فرض کنیم نمونه آبی دارای قلیائیت کل 100 و سختی کل 150 میلی گرم کربنات کلسیم در لیتر می باشد بنابراین چون H>A است ، قلیائیت
این آب بعلت وجود سدیم یا پتاسیم بیکربنات صفر ، سختی غیر کربناته این آب معادل150 - 100 یعنی 50 میلی گرم در لیتر و سختی موقت این
آب معادل قلیائیت کل یعنی 100میلی گرم در لیتر می باشد. واحد سختی آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم و یا میلی اکی والان
به هم ربط می دهند.
H=Total Hardness ,A=Total alkalinity
یک درجه سختی آلمانی معادل 15 میلی گرم در لیتر اکسید کلسیم است .(10mgCao)
یک درجه سختی انگلیسی معادل یک گرین در گالن (3/14 میلی گرم در لیتر)کربنات کلسیم است .
یک درجه سختی فرانسوی معادل 10 میلی گرم کربنات کلسیم است .