سختی واندازه گیری آن

[EN-EZEL 13,039]

سلام

بعضی از دوستان در رابطه با سختی مطالبی احتیاج داشتند.من این مطالب رو گذاشتم.

سختی

 

سختی به معنی غلظت کاتیونهای فلزی چند ظرفیتی در محلول می باشد.در حالات ما فوق اشباع کاتیونهای سختی با آنیونهای موجود در آب واکنش کرده و رسوب جامد تشکیل می دهند سختی به ((سختی کربنات)) و (( سختی غیر کربنات)) (بسته به آنیونی که همراه آن می باشد) تقسیم می شود سختی معادل قلیائیت به سختی کربنات و بقیه سختی به سختی غیر کربنات موسوم است.

 

سختی کربنات به گرما حساس است و در دمای بالا به سادگی رسوب می کند.

Ca(HCO3)2 --------->CaCO3+CO2+H2O

Mg(HCO3)2---------->Mg(OH)2+2CO2

 

منابع

 

یونهای فلزی چند ظرفیتی که به حد وفور در آب طبیعی یافت می شوند کلسیم و منیزیم می باشند از دیگر یونها، آهن و منگنز در حالت احیا ( Mg+2 ، Fe+2 ) استرانسیوم ( Sr+2 ) و آلومینیوم ( Al+3 ) را می توان نام برد دو سون آخری معمولا در مقادیر بسیار کمتری از کلسیم و منیزیم یافت می شودودر عمل سختی به صورت جمع یونهای کلسیم و منیزیم نمایش داده می شود.

اثرات

 

مصرف صابون به وسیله آبهای سخت دارای زیان اقتصادی برای مصرف کننده آب است. صابونهای سدیمی با کاتیونهای چند ظرفیتی فلزی واکنش کرده و تولفید رسوب می کند و بدین طریق خاصیت کشش سطحی اش را از دست می دهد نمونه ای از واکنش کاتیون دو ظرفیتی در زیر آورده شده است:

2NaCO2C17H33+Cation+2------->Cation+2(CO2 C17H33)2+2Na+

 

 

تنها یعد از رسوب همه یونهای سختی است که کف کردن صابون اتفاق می افتد و در این زمان گفته می شود که آب به وسیله صابون نرم شده است رسوب متشکل از سختی و صابون به دیواره وان حمام، دستشویی و ماشین ظرفشویی چسبیده و ممکن است لباسها ، ظروف و دیگر اقلام را لکه دار کند باقیمانده های رسوب سختی صابون ممکن است در منافذ باقی بماند و حالت خشن و نامساعد بر پوست باقی بگذارد در سالهای در سالهای اخیر این مشکلات با پیدایش صابونها و شوینده هایی که با سختی واکنش نمی کند با حد زیادی رفع شده است.

 

جرم گرفتن دیگ بخار در نتیجه رسوب سختی کربنات ممکن است موجب زیان اقتصادی قابل توجهی از طریق گرفتگی آبگرمکن ها و لوله ها ی آب داغ شود.تغییرات PH در شبکه های آبرسانی نیز ممکن است باعث ایجاد رسوب شود.بیکربنات ها در PH بالای 9 شروع به تبدیل شدن به کربناتها ( که قابلیت حل شوندگی کمتری دارد) می کند. سختی منیزیم خصوصا سختی مربوط به یون سولفات برای کسانی که به آن عادت ندارند اثر مسهلی دارد غلظت منیزیم کمتر از 50 mg/l در آبهای آشامیدنی مطلوب است اگر چه بسیاری از منابع آبی همگانی از این مقدار تجاوز می کند سختی کلسیم مشکل سلامتی ایجاد نمی کند در حقیقت آب سخت ظاهرا برای سیستم گردش خون انسان مفید است.

 

اندازه گیری

 

سختی را می توان به وسیله روشهای اسپکتروفتومتری یا تیتراسیون شیمیایی برای تعیین مقادیر یونهای کلسیم و منیزیم در یک نمونه اندازه گیری کرد. همچنین می توان مستقیما با تیتراسیون کردن به وسیله EDTAو استفاده از (EBT(eriochrome black T به عنوان معرف اندازه گیری کرد.EBT با کاتیون های فلزی دو ظرفیتی واکنش کرده و کمپلکس می شود و وقتی که این جایگزینی کامل شد محلول از قرمز به آبی تغییر رنگ می دهد.اگر EDTA M 0.01 استفاده شود ml 1.0 از تیترکننده یک میلی گرم سختی بر حسب CaCO3 را اندازه گیری می کند.

استفاده

 

آنالیز سختی معمولا بر روی آبهای طبیعی و آبهایی که برای مصرف آشامیدنی در نظر گرفته می شود و همچنین بعضی از آبهای صنعتی انجام می شود سختی ممکن است از صفر تا چند صد یا حتی چند هزار قسمت در یک میلیون(PPM ) گستره داشته باشد اگر چه حد قابل قبول بنا به عادت مصرف کننده ها فرقی می کند وفلی دره بندی قابل قبول به وسیله عموم به قرار زیر است:

 

نرم

 

تقریبا سخت 50-150mg/l بر حسب mg/l caco3

 

سخت 150-300mg/l بر حسب mg/l caco3

 

خیلی سخت > 300mg/l بر حسب mg/l caco3

 

استانداردهای خدمات بهداشتی همگانی ماکزیمم 500mg/l یختی را در آب آشامیدنی توصیه می کند حد ماکزیممی به وسیله سازمان محیط زیست به عنوان استاندارد تعیین نشده است.