آزمایش سختی آب

منبع : فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب

آزمایش سختی آب

مقدمه

سختی عبارت است از حضور کاتیون ها ی فلزی چند ظرفیتی مخصوصا فلزات قلیایی خاکی از آنجایی که عامل تشکیل سختی عمدتا کلسیم و منیزیم می باشند لذا سختی به حضور کاتیونهای کلسیم ومنیزیم در آب اطلاق می شود.

مقدار سختی آب را بر اساس میلی گرم بر لیتر یا گرم بر متر مکعب کربنات کلسیم گزارش می شود.

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.

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.
اهمیت سختی آب

مقدار سختی آب ، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی اهمیت وافر دارد، از نظر بهداشت عمومی نیز اهمیت خاصی دارد. کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته، ولی به همان اندازه ، سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم ، ناراحتی هایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد.

گاهی توصیه می‌شود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتی‌الامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.

مهمترین عامل ازخواص آب سختی آن است .  درجة سختی آب عبارت است ازتعدادمیلی اکی والان گرم های یون های کلسیم ومنیزیم دریک دسی مترمکعب آب .  مقدار   یون کلسیم و  یون منیزیم راواحدسختی آب انتخاب می کنند .

به طورکلی سه نوع سختی وجوددارد :

1- سختی موقت

2- سختی دایم

3-سختی کل

1-سختی موقت : این سختی به دلیل وجودبی کربناتهای کلسیم ومنیزیم است که دراثرجوشیدن به کربناتهای نامحلول تبدیل می شوندوبه صورت جامدته نشین می گردند .

2- سختی دایمی :‌ این سختی شامل آن دسته ازنمک های کلسیم ومنیزیم است که دراثرجوشیدن آب به صورت محلول باقی می مانند .

3- سختی کل : مجموع سختی های دایمی و موقتی راسختی کل می گویند . آبی راکه هرکیلوگرم آن کمترازیک گرم نمک داشته باشد آب شیرین می گویند وآبی راکه درهرکیلوگرم آن بیش از یک گرم نمک وجودداشته باشدآب شورمی گویند . آبی که درهر آن کمتر از3 میلی گرم اکی والان گرم نمک های وجودداشته باشدآب نرم می گویند . آبی که در هر دسی مترمکعب آن بیش از 3 میلی اکی والان گرم نمک های وجود داشته باشد را آب نیم سخت گویند . وآبی که درهر ازآن 4 تا 10 میلی گرم اکی والان گرم موجود باشد را آب سخت می گویند .

انواع سختی آب:

سختی آب به دو گروه عمده ی زیر تقسیم می شود:

1-  سختی موقت یا کربناته: در اثر ترکیب عوامل تشکیل دهنده سختی (ca&mg) با آنیون های تشکیل دهنده ی قلیاییت (کربنات وبی کربنات) بوجود می آید.

2- سختی دائم یا غیر کربناته: در اثر ترکیب کاتیون های تشکیل دهنده سختی با آنیون های نظیر کلرور، سولفات و نیترات بوجود می آیند.

طبقه بندی آب از نظر سختی:

1- آب نرم (Soft water): سختی آن کمتر یا برابر 75 mg/l کربنات کلسیم

2- آب نیمه سخت Moderate hard water : سختی آن 75 تا 150 mg/l کربنات کلسیم

3-آب سخت Hard water : بین 150 تا 300 mg/l کربنات کلسیم

4- آب خیلی سخت Very hard water : سختی آن بیش از 300 mg/l کربنات کلسیم

مشکلات آب سخت :

1-باعث کاهش خاصیت کشش سطحی صابون و رسوبات آن

2-وجود رسوبات بی کربنات در دیگ های بخار باعث انفجار آنها می شود.

3- رسوب گذاری در لوله ها و تاسیسات آب و د رنتیجه کاهش دبی خواهد شد.

4- کاهش طول عمر الیاف و منسوجات

5-به تعویق انداختن زمان پخت غذا

6- پایین آوردن راندمان گندزدایی

روش اندازه گیری سختی آب:

الف/ اسپکتروفوتومتری

ب/ کمپلکسومتری بوسیله ی محلول EDTA و معرف EBT

 EDTA تیترانت  :  50 سی سی ،0.01 مولار

تیتر شونده : مخلوط کلسیم و منیزیم 10 سی سی

شناساگر : سختی کل ç EBT 0.2 گرم

HOOC

HOOC
 
COOH
 
سختی موقت ç موروکساید

COOH
 
N-CH2-CH2-N
 

این مولکول یک مولکول 6 دندانه ایست که دو زوج الکترون غیر پیوندی دارد ، و 4 هیدروژن اسیدی.

دو زوج الکترون غیر پیوندی به دلیل قرار گرفتن در مرکز مولکول به راحتی وارد واکنش نمی شود.(در شرایط خلاء و فشار) واکنش می دهد.

 

N1.V1=N2.V2

0.1*1.6=N2*10èN2=0.016

N1.V1=N2.V2

0.01*1.4=N2*10è0.014

 

N1.V1=N2.V2

0.01*0.9=N2*10è^0.0009mg/l

N1.V1=N2.V2

0.01*0.9=N2*10è^0.0009mg/l

نتیجه :

خواص فیزیکی وشیمیائی آب مانند شفافیت ، رنگ ، بو ، دما ،‌نمک های محلول درآن ، سختی خواص کاهشی و PH کیفیت آب رابیان می کند .  دراین میان نمک های محلول درآب یکی ازمهمترین عوامل است .  تمام نمک هایی که در آب محلول اند نشان دهندة ناخالصی های آب معدنی اند .