Жесткость воды - понятие с точки зрения бытовой логики абсурдное. Все мы по собственному опыту знаем, что в своём обычном состоянии вода, какая угодно, только не жёсткая. Но учёные определили как жёсткость совокупность свойств воды, которые, как оказалось, весьма важны и для нашей повседневной жизни. Что это за явление, чем обусловлена жесткость воды, как она влияет на каждого из нас, в чем измеряется жесткость воды и многое другое - знать об этом весьма полезно и небезынтересно.
Как соль меняет воду
О том, что вода может различаться по своим свойствам и воздействию на живые существа и предметы, люди замечали с древности. Однако рациональное объяснение этому было получено лишь в последнее время благодаря развитию науки. В частности, выяснилось, что при растворении в воде щёлочноземельных металлов (то есть таких, которые при попадании в воду дают щелочную реакцию) она приобретает физические и химические свойства, известные как общая жесткость воды. Связаны они, прежде всего, с катионами, то есть отрицательно заряженными частицами, щелочноземельных металлов, в основном кальция и магния. Само понятие «жёсткой воды» появилось гораздо раньше, чем было дано научное объяснение самому явлению. Дело в том, что исторически в процессе бытовой жизни люди отмечали, что при стирке тканей в воде они могут становиться либо мягкими, либо жёсткими. Соответственно, вода, после которой ткани приобретали жёсткость, и получила соответствующее название.
Научные исследования показали, что такой результат стирки обусловливают соли жёсткости в воде. Те самые катионы кальция и магния при взаимодействии с волокнами ткани и придают им особые физические характеристики, приводящие к жёсткости. При этом существуют различные виды жёсткости воды. Во-первых, выделяется постоянная жёсткость воды, образованная некарбонатными солями кальция, магния и других щёлочноземельных металлов. Её постоянный характер связан с тем, что такие соли хорошо растворяются в воде и поэтому их сложно выделить и удалить. Во-вторых, имеется временная жёсткость воды - она порождена гидрокарбонатами щелочноземельных металлов, то есть солями, которые хуже растворяются в воде и поэтому относительно легко удаляются при кипячении.
Жесткость воды - это естественное состояние данной жидкости, вода различной жесткости постоянно встречается в природе. Кроме того, в современных условиях жесткость питьевой воды определяется особенностями и условиями систем водоснабжения различных населённых пунктов - в зависимости от источников воды, от использующихся дезинфицирующих средств, от состояния водопроводных коммуникаций и так далее. Родниковая вода, к примеру, почти всегда является жёсткой, так как в процессе естественного подъёма воды из недр земли на поверхность она проходит через залежи металлов и насыщается их солями. Вопрос о влиянии воды различной жесткости на здоровье человека и животных на данный момент не решён окончательно. Существенного негативного воздействия жесткой или мягкой воды на организм не выявлено. Хотя есть данные, что постоянное потребление воды с повышенным или пониженным содержанием солей жесткости может увеличить или уменьшить риск ряда заболеваний.
Какая вода считается жесткой
После того, как выяснилось, что жесткость воды определяется наличием в воде солей различных щелочноземельных металлов, становится очевидно, что такого понятия, как единая формула жесткости воды, не существует. В каждом конкретном случае формула, то есть химический состав, жесткости будет различным. Прежде всего, различной будет сама жесткость. В настоящее время воду принято разделять по жесткости на четыре категории: мягкая, средняя, жесткая и сверхжесткая. Если говорить о российских стандартах, то их единицы измерения жесткости воды это так называемые градусы жесткости (один градус жесткости это концентрация щелочноземельного металла, равная половине моля данного вещества на один литр жидкости). И в этом случае мягкой будет считаться вода с показателем от 0 до 2 градусов жесткости. Средняя вода имеет показатели от 2,1 до 7 градусов жесткости. Жесткой водой считается жидкость с концентрацией солей жесткости от 7 до 10 градусов жесткости. Сверхжесткая вода, встречающаяся лишь в специфических природных условиях (например, в подземных пещерах и непосредственно в залежах металлов), имеет жесткость свыше 10 и вплоть до 90 градусов жесткости и непригодна для потребления.
Однако расчёт жесткости воды имеет свои особенности в различных странах, так как исторически сложились различные единицы измерения жесткости. В связи с этим создана даже специальная таблица жесткости воды, в которую внесены соотношения между разными единицами измерения. Немецкий градус жесткости рассчитывается из эталонного значения одной части оксида кальция или 0,719 части оксида магния на 100 тысяч частей воды. Английский градус жесткости - это один гран (почти 65 миллиграмм) карбоната кальция на английский галлон воды (4,546 литра). Французский градус жесткости - это одна часть карбоната кальция на 100 тысяч частей воды. Американский пропромилле (единица измерения концентрации, обозначающая одну миллионную часть) для жесткости воды это одна часть карбоната кальция на 1 миллион частей воды.
