Как да различим меката вода от твърдата

Как да различим мека вода от твърда вода

1. Преценка за мека и твърда вода

(1) Термините "мек" и "твърд" не се отнасят за физическа текстура. Те описват количеството на разтворените минерални вещества във водата. Твърдата вода се разделя допълнително на временно твърда вода и постоянно твърда вода според това дали ще се образуват минерални утайки след нагряване.

(2) Временно твърдата вода съдържа бикарбонати, като калциев бикарбонат, магнезиев бикарбонат и манганов бикарбонат. Неговите метални йони могат да се утаят при нагряване, откъдето идва и името.

(3) Постоянно твърдата вода съдържа сулфати, хлориди и нитрати, като манганов сулфат, магнезиев нитрат и калциев хлорид. Неговите метални йони няма да се утаят при нагряване.

(4) Твърдата вода създава много неудобства при ежедневна употреба. Например, варовик се образува лесно по време на варене и се изразходва повече сапун за пране.

(5) Меката и твърдата вода не могат да бъдат разграничени с просто око. Обикновено се изисква химичен тест.

2. Определение за твърдост на водата и йони, образуващи твърдост

(1) Твърдостта измерва способността на водата да утаява сапун. Сапунът се състои от натриев или калиев стеарат. Когато се срещне с калциеви и магнезиеви йони, се получават неразтворими калциев стеарат и магнезиев стеарат, което прави сапуна неефективен.

(2) Освен калциеви и магнезиеви йони, железни, манганови, цинкови, медни и други метални йони също могат да утаят сапуна. Химически,йони на твърдосттасе определят като минерални катиони, които причиняват утаяване на сапун, включително калций, магнезий, желязо, манган, цинк и мед. Следователно твърдостта показва общата концентрация на тези йони.

(3) В естествената и чешмяната вода калциевите и магнезиевите йони представляват повече от 97 % от всички йони на твърдостта. Общата твърдост е сумата от калциевата твърдост (около 85 %) и магнезиевата твърдост (около 15 %).

(4) Твърдостта обикновено се изразява в калциев карбонат (CaCO₃) ppm, а не в сулфати, нитрати или хлориди. Традиционният количествен химичен анализ използва карбонатно утаяване, за да улови всички йони на твърдостта, а калцият съставлява по-голямата част от общата твърдост.

(5) Тестването на базата на CaCO₃ може да доведе до малки експериментални грешки. По-точни резултати могат да бъдат получени чрез калциниране на калциев карбонат в калциев оксид. Немската скала за твърдост (градус dH) използва еквиваленти на калциев оксид за измерване.

3. Скала за класификация на твърдостта

Класификацията по-долу идва отЕнциклопедия на култивирането на водни растения (том 1), страница 183, написана от г-н Ке:

Много мека вода: 0‑4 градуса dH (0‑89 ppm CaCO₃)

Мека вода: 5‑8 градуса dH (90‑159 ppm CaCO₃)

Умерено твърда вода: 9-12 градуса dH (160-229 ppm CaCO₃)

Сравнително твърда вода: 13-18 градуса dH (230-339 ppm CaCO₃)

Твърда вода: 19‑30 градуса dH (340‑534 ppm CaCO₃)

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

4. Въздействие на твърдостта на водата върху водните растения

(1) Нормалните нива на твърдост на чешмяната вода не представляват риск за здравето на хората. Тайванският стандарт за чешмяна вода определя горна граница на твърдост от 500 ppm и повечето местни доставки на чешмяна вода остават доста под този праг.

(2) Въпреки че няма специализирана изследователска литература, обхващаща въздействието на твърдостта върху растителните аквариуми, калцият и магнезият са основни макронутриенти, докато желязото, манганът, цинкът и медта служат като жизненоважни микроелементи. Подходящата твърдост на водата осигурява ценни хранителни вещества за растежа на водните растения.

(3) Проблеми възникват, когато съотношенията метал-йон станат небалансирани, особено при прекалено високи концентрации на калций, което може да повлияе отрицателно върху развитието на растенията.

(4) Хранителният антагонизъм възниква, когато минералните пропорции не са балансирани. Калцият възпрепятства усвояването на вода от растенията, но повишава усвояването на хранителните вещества, предизвиквайки обратния ефект на калия. Неправилното съотношение между калций и калий създава конкурентен антагонизъм, при който растенията могат да абсорбират само едно от тези две хранителни вещества, което води до сериозни дефекти в растежа.

(5) Може да се заключи, че свързаните с твърдостта въздействия върху водните растения се дължат главно на хранителния антагонизъм, най-вече между калций и калий. Производителите трябва да избират аквариумна вода с добре балансирана твърдост; както изключително високата, така и изключително ниската твърдост са неподходящи.

5. Ефекти на KH и GH върху водните растения

(1) Практически пример, показващ разликата между KH и GH: - Дисоциация на калциев бикарбонат:

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

- Дисоциация на натриев бикарбонат:

\\(\\ce{NaHCO3 → Na+ + HCO3-}\\) \\(\\ce{Na+}\\) не засяга GH, докато \\(\\ce{HCO3-}\\) все още се брои към 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 градуса KH (необходим е мониторинг на повишаване на pH). Препоръчителният KH диапазон за повечето растителни аквариуми е4-10 градуса KH, за стабилно pH и достатъчен резервен въглерод.

(3) GH измерва общата концентрация на катиони, образуващи твърдост (\\(\\ce{Ca^{2+}}\\), \\(\\ce{Mg^{2+}}\\), \\(\\ce{Mn^{2+}}\\) и т.н.). Водните растения не могат да оцелеят при GH = 0 или в среда с изключително твърда вода, така че GH представлява основно условие за отглеждане. Оптималният диапазон на GH попада между мека вода (5-8 градуса dH) и умерено твърда вода (9-12 градуса dH).