Czym jest twardość wody?

Twardość wody to jej właściwość chemiczna, spowodowana rozpuszczonymi w wodzie powszechnie występującymi składnikami naturalnymi, takimi jak sole wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+, a także w znacznie mniejszym stopniu innymi substancjami, jak sole żelaza (II) Fe2+oraz manganu (II) Mn2+. Twardość wody zależy głównie od wielkości stężenia jonów wapnia oraz magnezu. Wzrost stężenia ww. jonów oznacza wzrost twardości wody.

Twardość wody w szerszym ujęciu zależeć będzie od zawartych w niej węglanów i wodorowęglanów, chlorków, siarczków (IV), a także krzemianów wapnia i magnezu. Zawartość oraz jakość rozpuszczonych w wodzie jonów powoduje konieczność rozróżnienia na przemijającą i nieprzemijającą twardość wody.

Rodzaje twardości wody

Twardość węglanowa/przemijająca wody

Twardość węglanowa wody wynika z obecności w niej węglanów i wodorowęglanów wapnia oraz magnezu. Jony wapniowe i magnezowe mogą występować w postaci węglanów Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2. Podczas gotowania wody wytrącają się one w postaci osadu węglanowego, ponieważ są one termicznie nietrwałe. Dlatego mówimy, że jest to przemijająca twardość wody.

Twardość niewęglanowa/nieprzemijająca wody

Twardość niewęglanowa wody powodują siarczany (VI), chlorki, azotany (V), a także inne rozpuszczalne w wodzie sole np. wapnia i magnezu – obecne w postaci CaCI2, MgCI2, CaSO2, 4MgS02, powodując twardość niewęglanową. Sole te pozostają w wodzie nawet po jej przegotowaniu.  Stąd pochodzi określenie – nieprzemijająca twardość wody. Do usunięcia takiej twardości wykorzystuje się chemiczne zmiękczacze wody (np. węglan sodu).

Inny podział będzie wynikał z powiązania nazwy twardości wody z konkretnym rodzajem soli, który ją wywołuje. Dlatego wyróżniana jest również:

  • Twardość wapniowa – związana z solami wapnia, które są rozpuszczalne,
  • Twardość magnezowa – wywołana solami magnezu.

Twardość całkowita/ogólna będzie sumą stężeń jonów oraz ich poszczególnych twardości. Jest ona usuwana na kationicie silnie kwaśnym w procesie wymiany sodowej.

Twardość wody w Polsce

Woda z większości ujęć w Polsce charakteryzuje się wysoką zawartością związków wapnia i magnezu, czyli wysoką twardością. Twardość wody powoduje zbędne zużycie środków zmiękczających, powstawanie oraz osadzanie się kamienia kotłowego, który zmniejsza wydajność procesu grzewczego i znacznie zwiększa zużycie paliwa.

Znakomita większość mieszkańców Polski korzysta na co dzień z wody twardej lub średnio twardej. Przykładowa mapa twardości wody w Polsce znajduje się tutaj (kliknij). 

Jednostki pomiaru twardości wody

Twardość wody wyrażana jest w jednostkach pomiarowych, pochodzących m.in. z przyjęcia odmiennych standardów w różnych krajach.

  • Miligramorównoważniki (mval/l) substancji powodującej twardość na dm3 wody. 1 mval = 20,04 mg Ca2+/dm3; 1 mval = (0,5 mmol) jonów Ca2+; 1 mval = 50 mg CaCO3/dm3,
  • Milimole (mmol/l) jonów wapnia i magnezu na dm3 wody. 1 mmol = 40,08 mg Ca2+/dm3
  • Stopnie niemieckie (°n, °d, °dH; skala dGH). 1°dH = 10 mg CaO/dm3 wody; 1°dH= 0,357 mval CaO/dm3),
  • Stopnie angielskie (°e). 1 st. niem. = 1,25° angielskiego,
  • Stopnie  francuskie (°f, °fH). 1 stopień niemiecki = 1,79° francuskiego,
  • Ppm CaCO3 (ppm, ‰). Miara stosowana w USA. 1 ppm = 1 cząsteczka CaCO3/1 mln cząsteczek roztworu; 1 ppm (‰) = 0,02 mval/l, 1 ppm (‰) = 0,01 mmol/l.

Skala twardości wody wg różnych wskaźników

lp.Stopień twardości wodyJednostka twardości wody
[mval/l][mg CaCO3­][0N][mmol/l]

1

Woda bardzo miękka

<2

<100

<5,6

<1

2

Woda miękka

2-4

100-200

5,6-11,2

1-2

3

Woda średnio-twarda

4-7

200-350

11,2-19,6

2-3,5

4

Woda twarda

7-11

350-550

19,6-30,8

3,5-5,5

5

Woda bardzo twarda

>11

>550>30,8>5,5

Tabela przeliczeniowa twardości wody wg różnych wskaźników

Stopień francuskiStopień niemieckimg CaCO3Stopień angielskimval/lmmol/l
Stopień francuski0,5610,000,700,200,10
Stopień niemiecki1,7917,86 1,250,360,18
mg CaCO30,100,056 0,070,020,01
Stopień angielski1,430,8014,300,290,14
mval/l5,002,8050,00 3,500,50
milimol/l10,005,60100,00 7,002,00

 

Woda bardzo miękka wykazuje twardość do 1,78 mval/dm3. Woda miękka od 1,78 do 3,57 mval/ dm3, woda twarda od 7,13 do 10,7 mval/ dm3, a bardzo twarda powyżej 10,7 mval/dm3.

Zalecenia odnośnie stopnia twardości wody

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca, żeby woda przeznaczona do picia posiadała twardość ogólną zawartą w granicach: 1-10 mval/dm3 (50-500 mg/dm3 CaCo3).

W życiu codziennym twarda woda powoduje większe użycie środków myjących i piorących. Woda twarda ma także większe napięcie powierzchniowe. Tym samym utrudnia mycie oraz czyszczenie, ponieważ ciężej nią się zmywa brudne powierzchnie.

Woda do celów przemysłowych, na przykład stosowana do układów chłodzenia, w kotłowniach wodnych oraz parowych także musi spełniać określone parametry twardości, żeby spełniać normy techniczne.

Zwiększona twardość wody negatywnie wpływa na wszelkie urządzenia i linie przemysłowe, które wykorzystują taka wodę. Ma to szczególne znaczenie przy jej podgrzewaniu, gdzie woda taka wywołuje osad kamienia kotłowego.

Aktualnie nasz sklep internetowy jest w trakcie budowy i uzupełniania bazy produktowej. Zamówienia realizowane są tylko przez bezpośredni (telefoniczny lub mailowy) kontakt z naszym Biurem Obsługi Klienta. Uruchomienie pełnej funkcjonalności sklepu planowane jest na wrzesień 2018. Zapraszamy do kontaktu z nami! Zamknij