Kā atšķirt mīksto ūdeni no cietā ūdens

Kā atšķirt mīksto un cieto ūdeni

1. Spriedums par mīksto un cieto ūdeni

(1) Termini "mīksts" un "ciets" neattiecas uz fizisko tekstūru. Tie raksturo ūdenī izšķīdušo minerālvielu daudzumu. Cieto ūdeni iedala pagaidu cietajā ūdenī un pastāvīgi cietajā ūdenī atkarībā no tā, vai pēc karsēšanas veidosies minerālu nogulsnes.

(2) Pagaidu cietais ūdens satur bikarbonātus, piemēram, kalcija bikarbonātu, magnija bikarbonātu un mangāna bikarbonātu. Tā metāla joni karsējot var izgulsnēties, tāpēc arī nosaukums.

(3) Pastāvīgi ciets ūdens satur sulfātus, hlorīdus un nitrātus, piemēram, mangāna sulfātu, magnija nitrātu un kalcija hlorīdu. Tā metālu joni karsējot neizgulsnēsies.

(4) Ciets ūdens ikdienas lietošanā rada daudzas neērtības. Piemēram, vārīšanās laikā viegli veidojas kaļķakmens, un veļai tiek patērēts vairāk ziepju.

(5) Mīksto un cieto ūdeni nevar atšķirt, novērojot ar neapbruņotu aci. Parasti ir nepieciešama ķīmiskā pārbaude.

2. Ūdens cietības un cietību veidojošo jonu definīcija

(1) Cietība nosaka ūdens spēju izgulsnēt ziepes. Ziepes sastāv no nātrija vai kālija stearāta. Kad tas saskaras ar kalcija un magnija joniem, veidojas nešķīstošs kalcija stearāts un magnija stearāts, kas padara ziepes neefektīvas.

(2) Papildus kalcija un magnija joniem ziepes var izgulsnēt arī dzelzs, mangāna, cinka, vara un citu metālu joni. Ķīmiski,cietības jonitiek definēti kā minerālu katjoni, kas izraisa ziepju nogulsnēšanos, tostarp kalcijs, magnijs, dzelzs, mangāns, cinks un varš. Tāpēc cietība norāda šo jonu kopējo koncentrāciju.

(3) Dabiskajā ūdenī un krāna ūdenī kalcija un magnija joni veido vairāk nekā 97 % no visiem cietības joniem. Kopējā cietība ir kalcija cietības (apmēram 85 %) un magnija cietības (apmēram 15 %) summa.

(4) Cietību parasti izsaka kalcija karbonāta (CaCO₃) ppm, nevis sulfātos, nitrātos vai hlorīdos. Tradicionālā kvantitatīvā ķīmiskā analīze izmanto karbonātu nogulsnēšanos, lai uztvertu visus cietības jonus, un kalcijs veido lielāko daļu kopējās cietības.

(5) Testēšana, kuras pamatā ir CaCO₃, var radīt nelielas eksperimentālas kļūdas. Precīzākus rezultātus var iegūt, kalcinējot kalcija karbonātu kalcija oksīdā. Vācijas cietības skalā (dH grāds) mērījumiem tiek izmantoti kalcija oksīda ekvivalenti.

3. Cietības klasifikācijas skala

Tālāk sniegtā klasifikācija nāk noEnciklopēdija par ūdensaugu audzēšanu (1. sējums), 183. lpp., rakstījis Ke kungs:

Ļoti mīksts ūdens: 0–4 grādi dH (0–89 ppm CaCO₃)

Mīksts ūdens: 5–8 grādi dH (90–159 ppm CaCO₃)

Vidēji ciets ūdens: 9–12 grādi dH (160–229 ppm CaCO₃)

Diezgan ciets ūdens: 13–18 grādi dH (230–339 ppm CaCO₃)

Ciets ūdens: 19–30 grādi dH (340–534 ppm CaCO₃)

Very‑hard water: Above 30 °dH (>535 ppm CaCO₃)

4. Ūdens cietības ietekme uz ūdensaugiem

(1) Normāls krāna ūdens cietības līmenis nerada draudus cilvēku veselībai. Taivānas krāna ūdens standarts nosaka augšējo cietības robežu 500 ppm, un lielākā daļa vietējo krāna ūdens krājumu paliek krietni zem šī sliekšņa.

(2) Lai gan nav īpašas pētniecības literatūras par cietības ietekmi uz stādītiem akvārijiem, kalcijs un magnijs ir būtiski makroelementi, savukārt dzelzs, mangāns, cinks un varš kalpo kā vitāli svarīgi mikroelementi. Piemērota ūdens cietība nodrošina vērtīgu uzturu ūdensaugu augšanai.

(3) Problēmas rodas, ja metālu un jonu attiecības kļūst nelīdzsvarotas, īpaši ar pārāk augstu kalcija koncentrāciju, kas var negatīvi ietekmēt augu attīstību.

(4) Uzturvielu antagonisms rodas, ja minerālvielu proporcijas nav līdzsvarotas. Kalcijs kavē ūdens uzņemšanu augiem, bet palielina barības vielu uzsūkšanos, radot pretēju efektu kālijam. Nepareiza kalcija un kālija attiecība rada konkurences antagonismu, kad augi var absorbēt tikai vienu no šīm divām barības vielām, izraisot nopietnus augšanas defektus.

(5) Var secināt, ka ar cietību saistīto ietekmi uz ūdensaugiem galvenokārt izraisa barības vielu antagonisms, jo īpaši kalcija un kālija antagonisms. Audzētājiem jāizvēlas akvārija ūdens ar līdzsvarotu cietību; gan ārkārtīgi augsta, gan ārkārtīgi zema cietība nav piemērota.

5. KH un GH ietekme uz ūdensaugiem

(1) Praktisks piemērs, kas parāda atšķirību starp KH un GH: - Kalcija-bikarbonāta disociācija:

\\(\\ce{Ca(HCO3)2 → Ca^{2+} + 2HCO3-}\\) \\(\\ce{Ca^{2+}}\\) veicina GH; \\(\\ce{HCO3-}\\) veicina KH.

– nātrija-bikarbonāta disociācija:

\\(\\ce{NaHCO3 → Na+ + HCO3-}\\) \\(\\ce{Na+}\\) neietekmē GH, savukārt \\(\\ce{HCO3-}\\) joprojām tiek ieskaitīta KH.

(2) KH measures bicarbonate‑ion (\(\ce{HCO3-}\)) concentration. It stabilises aquarium pH and provides a backup inorganic‑carbon source for photosynthesis when CO₂ runs low. Aquatic‑plants can survive at KH = 0 (CO₂ injection is required to prevent dangerous pH‑drops) and also at KH >25 grādi KH (nepieciešams pH paaugstināšanās monitorings). Ieteicamais KH diapazons lielākajai daļai stādīto akvāriju ir4-10 grādi KH, lai nodrošinātu stabilu pH un pietiekamu rezerves oglekļa daudzumu.

(3) GH mēra cietību veidojošo katjonu kopējo koncentrāciju (\\(\\ce{Ca^{2+}}\\), \\(\\ce{Mg^{2+}}\\), \\(\\ce{Mn^{2+}}\\) un tā tālāk). Ūdensaugi nevar izdzīvot GH = 0 vai īpaši cieta ūdens vidē, tāpēc GH ir būtisks augšanas nosacījums. Optimālais GH diapazons ir starp mīkstu ūdeni (5–8 grādi dH) un vidēji cietu ūdeni (9–12 grādi dH).