Twardość wody - jest to cecha wody, będąca funkcją stężenia soli wapnia, magnezu i innych metali, które są zdolne do tworzenia soli na wyższym niż pierwszy stopniu utlenienia.
Twardość wody ma bardzo silny wpływ na jej napięcie powierzchniowe. Czym większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudno jest przy jej pomocy prać i zmywać naczynia. Dodatek detergentów powoduje zmniejszenie twardości wody - im woda jest twardsza, tym więcej trzeba ich dodawać, aby uzyskać skuteczny efekt mycia.
Twarda woda posiada intensywny, metaliczny posmak i trudniej zaspokaja pragnienie.
Twardość wody dzieli się na:
nietrwałą, zwaną też węglanową - która jest generowana przez sole kwasu węglowego
Ogólna twardość wody jest sumą twardości węglanowej i trwałej.
Nazwa "nietrwała" wynika z faktu, że węglany są nietrwałe i można się ich pozbyć przez przegotowanie wody, natomiast chlorki, siarczany i azotany są trwałe i pozostają się również po przegotowaniu wody.
Duża, nietrwała twardość wody stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. kamienia kotłowniczego.
Twardość wody wyraża się w trzech różnych skalach:
Typowa twardość wody kranowej wynosi ok. 10 °n. Woda poniżej 3 °n jest uważana za miękką, zaś woda powyżej 30 °n jest uważana za twardą.
Twardości wody do picia: wg norm polskich 500 mg CaCO3/dm3
dzieli się następująco
bardzo miękka to <75 mg CaCO3/dm3
miękka 75-150 mg CaCO3/dm3
średnio twarda 150-300 mg CaCO3/dm3
twarda 300-500 mg CaCO3/dm3
bardzo twarda >500 mg CaCO3/dm3
Twardość węglanowa (przemijająca) - rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez wodorowęglany: wapniowy Ca(HCO3)2 oraz magnezowy Mg(HCO3)2. Związki te przy ogrzewaniu wody rozkładają się do nierozpuszczalnych węglanów tworzących kamień kotłowniczy.
Ca(HCO3)2 ->CaCO3 + CO2 + H2O
Mg(HCO3)2 ->MgCO3 + CO2 + H2O
Ze względu na łatwość usunięcia tego typu twardości (wystarczy tylko przegotowanie wody), nazywa się ją twardością przemijającą. Sam kamień kotłowniczy składający się tylko ze strąconych węglanów jest łatwy do usunięcia.
Twardość niewęglanowa, zwana też trwałą to rodzaj twardości wody, która jest wywoływana głównie przez sole wapnia i magnezu. Najczęściej są to siarczany dające trudny do usunięcia kamień gipsowy (np. CaSO4) oraz chlorki. Sole te mogą być naturalnie obecne w wodzie jak i powstawać wtórnie, np. w trakcie jej gotowania.
Twardość ogólna jest to suma twardości węglanowej (przemijającej) oraz niewęglanowej (trwałej) wody. Twardość ogólną wody wyraża się zwykle w stopniach niemieckich, które odpowiadają liczbie gramów CaO w 1 hl wody (1 st. Niemiecki = 10mg CaO/1litr.
Twardość ogólna (całkowita) - właściwość wywołana obecnością substancji rozpuszczonych w wodzie, głównie soli wapnia i magnezu (również innych kationów, które występują jednak w dużo mniejszych ilościach, takich jak jony: żelaza, glinu, manganu oraz metali ciężkich).Twardość wody określa się zawartością rozpuszczonych w niej soli wapnia i magnezu, wyrażonych w mval/dm (1 mg³ Ca2+/dm3 odpowiada 0,05 mval/dm³, a 1 mg Mg2+ /dm³ - 0,082 mval/dm³).
Twardość ogólną klasyfikuje się wg kationów (twardość wapniowa i twardość magnezowa) lub wg anionów (twardość węglanowa i twardość niewęglanowa).
Twardość ogólna jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej lub sumą twardości wapniowej i magnezowej.
Twardość
Często się mówi, że jakaś woda jest "twarda", o innej znów, że "miękka". Co to oznacza? O twardości wody decyduje zawartość soli wapnia i magnezu oraz węglanów (dlatego rozróżnia się twardość ogólną i węglanową). Oznacza się ją za pomocą specjalnych testów i odczynników barwnych, a określa w tzw. stopniach niemieckich
(1°n to 10 mg CaO/1 l. wody).
Dla ryb i roślin najkorzystniejsza jest średnia twardość wody, tzn. 8÷140n. Gdy okaże się, że woda w naszym oczku jest zbyt
miękka, powinniśmy do podłoża w stawie dodać naturalnego wapienia lub dolomitu. Obniżyć twardość można jedynie montując specjalne filtry z tzw. kationitem. Wartość pH oznacza czy woda ma odczyn kwaśny, obojętny czy zasadowy. Twardość węglanowa i obecność soli wapnia zapewniają stabilność odczynu wody. Im niższa jest twardość węglanowa, tym mniej stabilna jest wartość pH wody. Jednocześnie tym łatwiej ją zmienić. Zalecana wartość pH to 6,5 - 7,5. Inne wartości tych parametrów w zasadzie powinno się korygować, ale w praktyce taka konieczność występuje niesłychanie rzadko.
Jeżeli ktoś bardzo chce i bardzo go to interesuje, to może to zrobić w następujący sposób:
Przede wszystkim należy zaopatrzyć się w odpowiednie testy. Dość dokładne ale drogie są zestawy firmy SERA
eżeli woda ma odczyn zbyt alkaliczny czyli wartość pH jest wyższa niż 7,5 np. 8,1 a twardość węglanowa jest stosunkowo niska i wynosi 4dKH - 6dKH, należy wzbogacić wodę w CO2 (dwutlenek węgla) co w warunkach stawowych będzie raczej trudne do spełnienia, lub filtrować wodę przez warstwę kwaśnego torfu, co zostało opisane w dziale WALKA Z GLONAMI. W przypadku dużej twardości węglanowej np. 20dKH, należy uzbroić się w cierpliwość, gdyż korekta parametrów pH będzie trwała o wiele dłużej.
Jeżeli woda jest kwaśna - pH niższe niż 6,5 np. 5,9 a twardość węglanowa jest bardzo niska 0dKH - 3dKH, to znaczy, że mamy wodę miękką, co może wynikać z niskiej zawartości węglanów w stosowanej wodzie lub na skutek zbyt długiego filtrowania wody przez kwaśny torf. Konsekwencją niskiej twardości węglanowej jest zawsze niestabilna wartość pH . W tym przypadku będzie ona nadmiernie obniżona. Może również być możliwa wysoka wartość pH.Twardość węglanową wody można podnieść stosując preparaty zawierające substancje węglanowe np. SERA kH-plus , lub - co wychodzi taniej - umieścić w wodzie kawałki wapienia lub marmuru. Podnoszenie twardości powinno odbywać się stopniowo. Tą metodą można również nieco podnieść wartość pH.