Жесткость воды. Кипячение и накипь

Здравствуйте,

Скажите, пожалуйста, после кипячения воды плавает очень много накипи и вода становится мутной, с чем это связано?

Здравствуйте,

Формирование мелкодисперстного осадка в водопроводной воде после ее кипячения обусловлено ее химическим составом после водоочистительной станции и способом водообработки, а также высокой жесткостью воды и наличии в ней солей жесткости, в основном кальция, магния и железа. Двухвалентное железо, например, при повышении температуры и наличии в воде кислорода и хлора способно окисляться в трехвалетное железо, формируя мелкодисперстный осадок. Присутствующие в воде термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния также разлагаются при кипячении с образованием малорастворимого хлопьевидного осадка из карбоната кальция или магния:

Ca (HCO3)2  CaCO3↓ + CO2 + H2O

Mg (HCO3)MgCO3↓ + CO2 + H2O

Эти обратимые химические реакции можно почти полностью сместить вправо, за счет кипячения воды, так как при высоких температурах растворимость углекислого газа в водных растворах понижается. Однако, полностью устранить карбонатную жесткость трудно, так как карбонат кальция, хотя и незначительно (около 9,95 мг/л при 15 0С), но растворим в воде. Растворимость в воде MgCO3 достаточно высока (110 мг/л).

Различают карбонатную жесткость, некарбонатную и общую жесткость (их сумма). Карбонатная, или временная, жесткость характеризует содержание в воде бикарбонатных и карбонатных солей кальция, а некарбонатная, или постоянная, жесткость — содержание в воде некарбонатных солей кальция и магия. Общая жесткость воды — содержание в воде солей кальция и магния — подразделяется на карбонатную (или временную) и некарбонатную (или постоянную). Жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л).

Способы устранения жесткости воды.

Термоумягчение. Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:

Ca (HCO3)→ CaCO3↓ + CO2 + H2O

Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость.

Ионный обмен (катионирование). Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец), взамен, в зависимости от ионной формы, отдает ионы натрия или водорода. Эти методы называются Na-катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 (мг-экв/л), при двухступенчатом — до 0,01 (мг-экв/л).

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. Этот метод нашёл наибольшее применение в бытовых системах подготовки питьевой воды. В качестве недостатка данного метода следует отметить высокую степень деминерализации воды.

Реагентный метод. Основан на обработке воды известью или содой (карбонат натрия). При введении в воду карбоната натрия, гидроксида кальция удаляется общая жесткость воды. Карбонатная жесткость при этом устраняется известью, а некарбонатная - содой.

Следует отметить, что жёсткость природных вод может варьироваться в довольно широких пределах и в течение года непостоянна. Чтобы определить состав воды необходимо сделать химический анализ воды. По результатам анализа можно подобрать систему очистки воды.

С уважением,
К.х.н., доц. О.В. Мосин