سختی آب و حل اين مشكل توسط دستگاههاي تصفيه آب اسمز معكوس
آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب می شود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود می بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط های گوناگون مخصوصا محیط های آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل می کند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت می شود که با جوشاندن از بین می رود.
سختی آب
آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب می شود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود می بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط های گوناگون مخصوصا محیط های آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل می کند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت می شود که با جوشاندن از بین می رود. البته یونهای منیزیم و کلسیم و سایر یونهای فلزی با سولفات و نیترات و کلرو ایجاد سختی دائم می کنند. سختی آب باعث رسوب کردن صابون در آب می شود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین می برد). اثرات زيانبخش ناخالصيهاي آب در صنعت آب در شیمی یکی از مهمترین حلالها می باشد و معمولا از آن به عنوان حلال عمومی نام می برند و بنابراین کاربرد اساسی در صنعت دارد که برخی از کاربردهای مهم به این شرح می باشد:۱- به عنوان حلال ۲- به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنشهای شیمیایی تهیه محصول ۳- به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته ۴- به عنوان بستر یا محیط واکنش
وجود ناخالصیها در آب باعث ایجاد رسوب در دستگاههای حرارتی و دیگ بخار می شود که این عمل باعث کاهش عمر مفید دستگاه می گردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید می شود دارای کیفیت بسیار پایینی می باشد به عنوان مثال سیلیس همراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدن روی پره های توربین رسوب می کند. خوردگی بویلرها و تأسیسات حرارتی و لوله ها ، اتلاف مواد شیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی و نساجی از عوارض دیگر آبهای ناخالص میباشد.
بهترین آب برای استفاده در صنعت آب بدون یون است اما هزینه تولید آب بدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی از آب مقطر استفاده می کنند همچنین در مناطق کویری و خشک که منابع آب آشامیدنی محدود می باشد. از روش تقطیر آب دریا برای تولید آب آشامیدنی استفاده میشود
آب سخت
هيچکدام از ما در پاکي تميزي آب باران شک نداريم، آبي که تمام مواد آن محلول و معلق آن طی تشکيل ابر جدا شده حين نزول بصورت باران مقداری از CO2 هوا را در خود حل ميکند و بصورت يک اسيد ضعيف که pH آن از 7 کمتر است در ميآيد.اين آب هنگام عبور از سنگهاي زيرزمينی يونهايي مانند Ca2+، Mg2+ و Fe2+ را در خود حل میکند که باعث آلوده شدن طبيعی آب ميشود
وجود املاح گفته شده در آب باعث ميشود صابون معمولي در آن کف نکند، از اينرو اين آب ها را آب سخت نامگذاری کردند
آب سخت آبی است که حاوی نمك هاي معدني از قبيل ترکیبات کربنات های هیدروژنی و کلسیم ومنیزیم و ... استعناصر ایجاد کننده سختی آب صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت می کنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده می شود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می آشامند زودتر بهبودی حاصل می کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می شود.
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 می شود. 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 می رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی چسبد بطوری که می توان آنرا به آسانی پاک نمود . محاسبه سختی آب
مقدار سختی آب ، برحسب اکيوالانهای کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان می شود
تقسیم بندی سختی آب
سختی آب را می توان به دو نو
۱-سختی موقت
سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می نامند. این سختی ، مولود بی کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می یابد.
۲- سختی دائم
سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیستسختی موقت و سختی دايم :
تابحال به ستونهای آهکي ايجاد شده درون غارها دقت کرديد؟ میدانيد علت تشکيل اين ستونها که به استالاکتيت و استالاگميت معروف هستند، چيست؟
اگر همان آب سختي که در بالا صحبتش را کرديم کمی گرم تر شود يونهای کلسيم خود را بصورت کربنات کلسيم رسوب مي دهد. اين دقيقاً همان رسوبي است که در کتري خانه خود مشاهده مینماييد. و ممکن است آب گرمکن يا شوفاژ منزل شما را برای مدتی از کار بياندازد.
اين رسوبات در واقع سختي آب هستند که با گرما از آب خارج ميشوند. در واقع واکنشی که آب باران با سنگهای آهکی زيرزمينی انجام گرفته و منجر به سختي آب شده با گرم شدن آب سخت برگشت میپذيرد و سختی آن گرفته ميشود. از اينرو به اين سختی، سختی موقت آب میگويند.
کلسيم هيدروژن کربنات(محلول) آب باران همراه با CO2 + سنگ آهک
(نامحلول)
در شرايط مناسب و گرماي کافي عکس واکنش بالا صورت میگيرد
آب + CO2 + کلسيم کربنات (نامحلول) کلسيم هيدروژن کربنات
(محلول)
اگر آبهای طبيعي مقدار قابل توجهي يونهای Ca2+، Mg2+ و Fe2+ داشته باشند، نميتوان سختي آن ها را با گرم کردن از بين برد. آب با اين ويژگي داراي سختی دايم است. برای از بين بردن سختي دايم آب کافي است يونهای عامل سختی را بگونهاي ته نشين کرد واکنش سديم کربنات با يونهای کلسيم رسوبات نا محلول کلسيم کربنات را به همراه خواهد داشت.
آيا با افزودن سديم کربنات، آب سختی دايم خود را از دست ميدهد؟
2Na+ + کلسيم کربنات (نامحلول) سديم کربنات + Ca2+ (عامل سختی دايم)
نرم کردن آب سخت:
با توجه به زيانهای آب سخت در زندگی روزمره و تاثيرات سوء آن بر اندامهای حياتي، انسان همواره به دنبال روشهايي بوده که سختی آب را کاهش دهد. همانطور که گفته شد سختی موقت آب با گرم کردن آن از بين ميرود، اما آنچه مهم است سختي دايم آب هاست که براحتی از بين نميرود استفاده از سديم کربنات با وجود ارزاني آن به دليل وقت گير بودن و وسيع بودن امکانات آن در منازل و مراکز صنعتي کوچک به صرفه نيست، از اينرو برای نرم کردن آب از دستگاهي به نام اسمز معكوس استفاده ميکنند. در اين دستگاه آب سخت با عبور از روی بستري که حاوي يونهای سديم است کاتيونهای عامل سختي خود را با کاتين سديم جايگزين ميکند.
برای برطرف کردن سختی آب ، با جوشاندن کربنات های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون کتری ها دیده می شود. سختی دایمی یافت می شود.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na۳PO می باشد که با اسم آلبرت تری بکار می رود.
یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به "تری فسفات کلسیم" می گردد و رسوب می نماید.
اخیرا به مقدار زیاد از صمغ های مصنوعی که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده می کنند. صمغ لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می گردد. در صنعت از ستونهای تبادل یونی برای کاهش سختی استفاده می شود (ستونهای رزینی - آنیونی - کاتیونی )در پیشرفته ترین تکنولوژی ار فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis)برای کاهش سختی ،EC(هدایت الکتریکی یا شوری ) و TDS (کل جامدات محلول )آب استفاده می شود که فواید بسیاری از جمله مطئن بودن آن و هزینه های جاری بسیار پایین دارد . این فرآیند در ایران به دلیل اینکه اولین بار برای کاهش EC (شوری) آب استفاده شد به آب شیرین کن معروف است .
درجه سختی
آب درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می کنند. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می گویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می نمایند و به وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می باشد. دقت این روش تا نیم درجه است
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 ، ناراحتیهایی در دستگاه هاضمه بوجود می آورد.
گاهی توصیه می شود 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 حتی الامکان 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 می گویند.
طبقه بندی آب از نظر سختی
سختی آب (کربنات کلسیم mg/lit) نوع آب
- 55 - 5 سبک
- 100 - 56 سختی کم
- 200 - 101متوسط
- 500 - 201 خیلی سخت
در بعضی از طبقه بندیها حداکثر سختی آبهای قابل شرب ، 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است.
واحدهای بکار رفته در سختی آب
در صورتی که مقادیر کاتیونهای مختلف برحسب میلی گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا جهت سهولت ، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده ، کلیه این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان می گردد. سختی آب ، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان می شود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار می برند؛
هر یک از درجات فوق به ترتیب برابر 17.9 و 14.3 و 10 و 17.2 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است.
شهرهای با آب سخت بالا
قم ، زاهدان ، گرمسار و سمنان از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. در زاهدان و سمنان سالانه چندین بار باید پوشالهای کولر را به علت اینکه مقدار فراوانی املاح روی آن رسوب کرده است تعویض کرد .
تنظیم ph,dhآب آکواریم
برای تنظیم ph ,dh آب آکواریوم ساده ترین روش :
PH مخفف Power Hydrogen به معنی قدرت یونی هیدروژن می باشد .
بالا بردن ph به سمت قلیایی با جوش شیرین
پائین آوردن ph به سمت اسیدی با اسید کلریدریک
تنظیم dh رزین های صنعتی ( آب سبک کن صنعتی ) دستگاه ریوراسموزیزRiver Smosis
به طور کلی استفاده از زئو لیت ها جهت پائین آوردن املاح آب از جمله سختی آب ( کربنات کلسیم ) استفاده می شود .
البته محلولهای صنعتی نیز برای ph آمده که نام تجاری ph- plus یکی از آنها است . برای محاسبه آنها نیز از کیتهای تنظیم خصوصیات فیزیکو شیمیایی آب باید استفاده نمائید .
برای کم شدن سختی آب میتونید از آب چشمه استفاده کنید
البته قبلش بجوشونیدش
رزین واسه سبک کردن آب خیلی خیلی موثر هست و بعد از ک مدت هم میشه دوباره احیاش کرد
نحوه پایین آوردن درجه سختی (DH) آب آکواریوم
درجه سختی (DH) چیست؟ میزان غلظت کلسیم و منیزیم محلول در آب برحسب میلی گرم در لیتر یا قسمت در میلیون (ppm) را درجه سختی آب می گویند. درجه سختی یا DH را با PH که میزان اسیدی بودن آب است اشتباه نگیرید.
.
هر چه قدر این عدد کوچکتر باشد آب سبک تر و هرچه بیشتر باشد آب سنگین تر است و به همین میزان غلظت کربنات کلسیم آن بیشتر است.
بالا بودن درجه سختی آب ممکن است سبب موارد زیر شود:
- عدم باز شدن تخم ها
- تلفات لاروها
- تلفات بچه ماهی ها
- و گاهی هم تلفات در ماهیان بزرگ
آب برف و باران مناسب ترین آب برای لاروها و تخم ها است که معمولاً درجه سختی آن از 1 تجاوز نمی کند.
- درجه سختی مناسب ماهی های آب شیرین:
برای ماهی های زنده زا (گوپی - مولی - پلاتی - دم شمشیری ) درجه سختی 10 تا 15 برای ماهی های طلایی ( گلدفیش ، ردکپ ، بلک مور و ... ) درجه سختی 10 تا 15 برای ماهی های بارب ( تایگر بارب ، گرین بارب و ... ) درجه سختی 3 تا 5 برای ماهی های تترا ( تترا سیاه ، تترا نئون و ... ) درجه سختی 1 تا 3 برای ماهی ها سیچلاید ( آنجل ، اسکار ، دیسکس و ... ) درجه سختی 5 تا 8 برای ماهی های گورامی (دارف ، پرل ، زرد و ...) درجه سختی 6 تا 8
|
به دو روش می توان آب لوله کشی را سبک کرد:
- اگر آب لوله کشی را بجوشانید املاح اضافی آن در کتری رسوب خواهد کرد و شما آبی با درجه سختی تقریبا 0 به دست خواهید آورد. اکنون با توجه به این که درجه سختی آب لوله کشی حدودا 30 است می توانید با مخلوط کردن آن با آب لوله کشی درجه سختی مناسب را به دست آورد. روش آن را توضیح می دهم:
به عنوان مثال شما آبی با درجه سختی 6 می خواهید. عدد 6 ، یک پنجم عدد 30 است. بنابراین برای به دست آوردن درجه سختی 6 باید یک قسمت آب مقطر را با 4 قسمت آب لوله کشی مخلوط کنید. یا برای به دست آوردن درجه سختی 10 میدانیم عدد 10 ، یک سوم عدد 30 است بنابراین یک قسمت آب مقطر و دو قسمت آب لوله کشی را مخلوط کنید.
- روش دوم استفاده از دستگاه هایی است که درجه سختی آب را کاهش می دهند و محتوی رزین هستند. البته این دستگاه ها گران هستند و برای آکواریوم داران خانگی زیاد مقرون به صرفه نیست. شما می توانید این دستگاه را از آکواریوم فروشی ها بخواهید.
نکته:رزین یا ماده ذغال اکتیو داخل دستگاه معمولاً پس از مدتی اشباع می شود. در این صورت آن را 24 ساعت داخل آب نمک غلیظ گذاشته و سپس نمک آن را بشویید تا رزین احیا شود.
منابع : بلاگفا ، ويكي پديا ، ويرايش ايران صنعت (www.irsanat.com)
برچسپ : سختی آب مناسب برای آکواریوم و راههای پائین آوردن سختی آب ، درجه سختی مناسب ماهی های آب شیرین ،نحوه پایین آوردن درجه سختی (DH) آب آکواریوم ، واحدهای بکار رفته در سختی آب ، شهرهای با آب سخت بالا ، نرم کردن آب سخت ، تقسیم بندی سختی آب ،
فنی تخصصی
اخبار
سلامت و تندرستی
گردشگری
کامپیوتر و اینترنت
دین و مذهب
فرهنگ وهنر
ورزشی
بازار
کودکان و والدین
زناشویی
بازی وسرگرمی
